[發(fā)明專利]一種膠體量子點(diǎn)薄膜的制備方法及光電探測(cè)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210566692.0
• 申請(qǐng)日: 2022-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115044362A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高亮;楊駿睿;魯帥成;唐江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/02
• 分類號(hào): C09K11/02;C09K11/66;B82Y30/00;B82Y20/00;H01L51/42;H01L51/48
• 代理公司: 深圳市溫斯頓專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44686
• 代理人: 徐員蘭

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N膠體量子點(diǎn)薄膜的制備方法及光電探測(cè)器，包括：根據(jù)膠體量子點(diǎn)的尺寸大小確定碘離子和溴離子的混合比例；按照所述混合比例配置碘離子和溴離子的混合粉末，根據(jù)混合粉末配置鹵素配體溶液；將鹵素配體溶液和初始量子點(diǎn)溶液混合進(jìn)行液相配體交換，得到配體交換溶液；對(duì)所述配體交換溶液進(jìn)行處理，得到目標(biāo)量子點(diǎn)溶液；將目標(biāo)量子點(diǎn)溶液旋涂到目標(biāo)物上，形成膠體量子點(diǎn)薄膜。在本申請(qǐng)中，可以根據(jù)膠體量子點(diǎn)的尺寸大小確定碘離子和溴離子的混合比例，通過(guò)更高濃度的溴離子對(duì)晶面進(jìn)行鈍化，降低暗電流，降低散粒噪聲，提高整個(gè)探測(cè)器件的探測(cè)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體為一種膠體量子點(diǎn)薄膜的制備方法及光電探測(cè)器。

背景技術(shù)

量子點(diǎn)是一種三維受限的納米材料，通過(guò)調(diào)整量子點(diǎn)的尺寸可以實(shí)現(xiàn)不同帶隙的量子點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)改變量子點(diǎn)的第一激子吸收峰，探測(cè)不同波段光譜的目的。

硫化鉛膠體量子點(diǎn)是一種新型的短波紅外材料，其表面結(jié)構(gòu)與尺寸相關(guān)。當(dāng)硫化鉛量子點(diǎn)尺寸較小(帶隙大于1.24eV)的時(shí)候，硫化鉛量子點(diǎn)表面以裸露的晶面(111)為主，隨著硫化鉛量子點(diǎn)尺寸逐漸增大，量子點(diǎn)表面逐漸出現(xiàn)晶面(100)，不同于晶面(111)全是鉛原子，晶面(100)是鉛原子與硫原子交替排列的結(jié)構(gòu)。

硫化鉛量子點(diǎn)表面的缺陷鈍化是目前研究的熱點(diǎn)，缺陷過(guò)多的量子點(diǎn)薄膜會(huì)降低少數(shù)載流子壽命，導(dǎo)致制備的探測(cè)器件有過(guò)大的暗電流，增大散粒噪聲、降低整個(gè)探測(cè)器件的探測(cè)性能。因此鈍化硫化鉛量子點(diǎn)表面缺陷對(duì)于提升探測(cè)性能至關(guān)重要。

目前鈍化硫化鉛膠體量子點(diǎn)的方法是采用高濃度碘離子搭配低濃度溴離子的混合鹵素配體鈍化方案。隨著量子點(diǎn)尺寸的增大，晶面(100)在體表面積中所占的比例逐漸增加，但是在溶液中高濃度的碘離子難以充分吸附在晶面(100)，導(dǎo)致晶面(100)缺陷鈍化較差，最后制備的薄膜中存在大量的缺陷，產(chǎn)生較大的暗電流，影響了器件的探測(cè)性能。

鑒于此，克服該現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品所存在的不足是本技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種膠體量子點(diǎn)薄膜的制備方法及光電探測(cè)器，可以根據(jù)膠體量子點(diǎn)的尺寸大小確定碘離子和溴離子的混合比例，通過(guò)更高濃度的溴離子對(duì)大尺寸量子點(diǎn)的(100)晶面進(jìn)行鈍化，減小缺陷態(tài)密度，提高了載流子壽命，從而降低暗電流，降低散粒噪聲。

為解決前述的問(wèn)題，本實(shí)施例提供了一種膠體量子點(diǎn)薄膜的制備方法包括：

根據(jù)膠體量子點(diǎn)的尺寸大小確定碘離子和溴離子的混合比例；

按照所述混合比例配置碘離子和溴離子的混合粉末，根據(jù)混合粉末配置鹵素配體溶液；

將鹵素配體溶液和初始量子點(diǎn)溶液混合進(jìn)行液相配體交換，得到配體交換溶液；

對(duì)所述配體交換溶液進(jìn)行處理，得到目標(biāo)量子點(diǎn)溶液；

將目標(biāo)量子點(diǎn)溶液旋涂到目標(biāo)物上，形成膠體量子點(diǎn)薄膜。

進(jìn)一步地，碘離子濃度為0.266mmol/ml，溴離子的濃度為0.116mmol/ml。

進(jìn)一步地，所述按照所述混合比例配置碘離子和溴離子的混合粉末，根據(jù)混合粉末配置鹵素配體溶液包括：

將碘離子和溴離子的混合粉末溶解在預(yù)設(shè)的溶劑中，得到鹵素配體溶液。

進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)的溶劑為氮-氮二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、丁醇以及丙酮中的至少一種。

進(jìn)一步地，所述初始量子點(diǎn)溶液為硫化鉛量子點(diǎn)溶液。

進(jìn)一步地，通過(guò)硫化鉛量子點(diǎn)配置硫化鉛量子點(diǎn)溶液，硫化鉛量子點(diǎn)包括若干PbS顆粒，PbS量子點(diǎn)的平均粒徑優(yōu)選為4nm～15nm。

進(jìn)一步地，PbS量子點(diǎn)的帶隙為