一种磁敏器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种磁敏器件及其制备方法，涉及光电子器件技术领域，为解决现有的磁敏器件制备过程困难，以及所制备的磁敏器件在形状和尺寸上均受到限制，适用范围较小的问题。所述磁敏器件包括：基材和设置在基材上的有机半导体结构，有机半导体结构包括层叠的空穴传输层、多层量子阱结构和电子传输层，多层量子阱结构设置于空穴传输层和电子传输层之间。本发明专利技术提供的磁敏器件用于测量磁场。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电子器件
，尤其涉及一种磁敏器件及其制备方法。
技术介绍
磁敏器件是一种性能参数受磁场影响的器件，磁敏器件以其良好的磁敏特性受到人们广泛关注。磁敏器件的种类有很多，例如：磁敏电阻、磁敏二极管等；这些磁敏器件能够用于磁场强度、漏磁和制磁的检测；还能够在交流变换器、频率变换器、功率电压变换器和位移电压变换器等电路中作控制元件。现有技术中，一般采用无机半导体材料来制备磁敏器件，而无机半导体材料大多存在如下缺点：制备工艺复杂，需要高温处理；制备器件的面积受单晶尺寸的限制不能实现大面积的可控生长；无机半导体材料中可供选择的材料种类较少；如制备异质结构，必须要有很好的晶格匹配，这些缺点均为磁敏器件的制备带来一定的困难。而且随着磁敏器件的应用场所越来越多样化，对磁敏器件的形状和尺寸的要求也越来越多，采用无机半导体材料制备的磁敏器件在形状和尺寸上均受到限制，制备出的磁敏器件适用范围较小。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种磁敏器件及其制备方法，用于解决现有的磁敏器件制备过程困难，以及所制备的磁敏器件在形状和尺寸上均受到限制，适用范围较小的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术的第一方面提供一种磁敏器件，包括基材，所述磁敏器件还包括设置在所述基材上的有机半导体结构，所述有机半导体结构包括层叠的空穴传输层、多层量子阱结构和电子传输层，所述多层量子阱结构设置于所述空穴传输层和所述电子传输层之间。基于上述磁敏器件的技术方案，本专利技术的第二方面提供一种磁敏器件的制备方法，用于制备上述磁敏器件，所述磁敏器件的制备方法包括以下步骤：提供一基材；在所述基材上形成有机半导体结构；其中，形成所述有机半导体结构包括采用有机空穴传输材料在所述基材上形成空穴传输层；采用有机半导体材料在所述空穴传输层上形成多层量子阱结构；采用有机电子传输材料在所述多层量子阱结构上形成电子传输层；或者，采用有机电子传输材料在所述基材上形成电子传输层；采用有机半导体材料在所述电子传输层上形成多层量子阱结构；采用有机空穴传输材料在所述多层量子阱结构上形成空穴传输层。本专利技术提供的磁敏器件中，包括设置在基材上的有机半导体结构，有机半导体结构包括空穴传输层、多层量子阱结构和电子传输层，其中多层量子阱结构为磁敏效应发生区域；由于有机半导体结构的材料采用的是有机半导体材料，而有机半导体材料具有如下优点：有机半导体材料中可供选用的材料种类较多，制备工艺简单，易于大面积处理且容易制作成薄膜器件，还具有大范围内可调的电性质；因此，采用有机半导体材料制备磁敏器件，制备过程简单，所制备的磁敏器件的形状和尺寸均不受限制，使得磁敏器件的适用范围更加广泛。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的磁敏器件的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的磁敏器件的有机半导体结构的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的磁敏器件的制备设备的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的测量磁敏效应的测量设备的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的磁敏效应测量结果示意图。附图标记：1-磁敏器件， 2-有机半导体结构，3-保护层， 4-磁场，5-空穴传输层， 6-电子传输层，7-第一级势垒层， 8-势阱层，9-第二级势垒层， 10-第一管脚，11-第二管脚， 12-第一绝缘层，13-第二绝缘层， 14-光谱扫描光度计，15-蒸发源， 16-活动盖，17-基材， 18-第一导电部，19-第二导电部， 20-第三导电部，21-第四导电部。具体实施方式为了进一步说明本专利技术实施例提供的磁敏器件及其制备方法，下面结合说明书附图进行详细描述。请参阅图1、图2和图5，本专利技术实施例提供的磁敏器件1包括基材17，和设置在基材17上的有机半导体结构2；有机半导体结构2包括层叠的空穴传输层5、多层量子阱结构和电子传输层6，多层量子阱结构设置于空穴传输层5和电子传输层6之间。上述磁敏器件1在实际应用时，空穴传输层5用于将空穴传输到多层量子阱结构中，电子传输层6用于将电子传输到多层量子阱结构中，使得空穴和电子在多层量子阱结构(磁敏效应发生区域)中复合成激子，复合的激子中的三重态激子在外加磁场4的作用下能够发生电子迁移，使得磁敏器件1的阻值能够随外加磁场4的增加而增加；即这种磁敏器件1在不同磁场4强度的作用下，能够体现出对应的不同电阻值，在恒定的磁场4环境下，能够作为固定电阻值的磁敏器件1来使用。根据上述磁敏器件1的结构和工作过程可知，本专利技术实施例提供的磁敏
器件1中，包括设置在基材17上的有机半导体结构2，有机半导体结构包括空穴传输层5、多层量子阱结构和电子传输层6，其中多层量子阱结构为磁敏效应发生区域；由于有机半导体结构2的材料采用的是有机半导体材料，而有机半导体材料具有如下优点：有机半导体材料中可供选用的材料种类较多，制备工艺简单，易于大面积处理且容易制作成薄膜器件，还具有大范围内可调的电性质；因此，采用有机半导体材料制备磁敏器件1，制备过程简单，所制备的磁敏器件1的形状和尺寸均不受限制，使得磁敏器件1的适用范围更加广泛。此外，采用多层量子阱结构作为磁敏效应发生区域，能够为激子的堆积提供足够的空间，更好的提高磁敏器件1的工作效率。需要说明的是，多层量子阱结构的材料与空穴传输层5的材料之间应具有较高的能级差，这样混合后的激子就不易跃迁到空穴传输层5中，即复合成的激子能够在有机半导体结构2中大量的堆积，使磁敏器件1能够更好的实现磁敏效应。上述磁敏器件1的种类多种多样，例如：磁敏电阻、磁敏二极管等，磁敏器件1的种类不同，所对应的有机半导体结构2的具体结构不同，但有机半导体结构2中各部分所采用的材料均为有机半导体材料，形成的磁敏器件1具有良好的磁敏效应。优选的，上述多层量子阱结构为双量子阱结构，双量子阱结构包括层叠的第一级势垒层7、势阱层8和第二级势垒层9，势阱层位于第一级势垒层和第二级势垒层之间；其中，势阱层8的材料为有机电子传输材料，第一级势垒层7的材料和第二级势垒层9的材料中均包含有机电子传输材料。更详细的说，选用双量子阱结构，使得有机半导体结构2的厚度适中，既能够为电子和空穴的复合提供足够的空间，使得复合形成的激子有足够的堆积空间，还不会由于厚度过厚，而出现不易散热的问题。此外，势阱层8的材料为有机电子传输材料，能够使电子更容易从第二级势垒层9传输到第一级势垒层7；而第一级势垒层7的材料和第二级势垒层9的材料中均包含有机电子传输材料，能够使电子均匀的分布在整个双量子阱结构中，更有利于电子与空穴的
复合。上述空穴传输层5、第一级势垒层7、势阱层8、第二级势垒层9以及电子传输层6所能够采用的有机半导体材料多种多样，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁敏器件，包括基材，其特征在于，所述磁敏器件还包括设置在所述基材上的有机半导体结构，所述有机半导体结构包括层叠的空穴传输层、多层量子阱结构和电子传输层，所述多层量子阱结构设置于所述空穴传输层和所述电子传输层之间。

【技术特征摘要】
1.一种磁敏器件，包括基材，其特征在于，所述磁敏器件还包括设置在所述基材上的有机半导体结构，所述有机半导体结构包括层叠的空穴传输层、多层量子阱结构和电子传输层，所述多层量子阱结构设置于所述空穴传输层和所述电子传输层之间。2.根据权利要求1所述的磁敏器件，其特征在于，所述多层量子阱结构为双量子阱结构，包括层叠的第一级势垒层、势阱层和第二级势垒层，所述势阱层位于所述第一级势垒层和所述第二级势垒层之间；其中所述势阱层的材料为有机电子传输材料，所述第一级势垒层的材料和所述第二级势垒层的材料中均包含有机电子传输材料。3.根据权利要求2所述的磁敏器件，其特征在于，所述空穴传输层的材料为正溴丙烷，所述势阱层的材料和所述电子传输层的材料均为三-8羟基喹啉，所述第一级势垒层的材料和所述第二级势垒层的材料均为三-8羟基喹啉和红荧烯的混合物。4.根据权利要求1所述的磁敏器件，其特征在于，所述磁敏器件还包括：包覆在所述基材外表面和所述有机半导体结构外表面的保护层；与所述有机半导体结构相连的连接部件，所述有机半导体结构通过所述连接部件与外界连接部位连接。5.根据权利要求4所述的磁敏器件，其特征在于，所述连接部件包括第一管脚和第二管脚；所述第一管脚位于所述有机半导体结构的第一侧面，且与所述空穴传输层连接，所述第二管脚位于所述有机半导体结构的第二侧面，且与所述电子传输层连接。6.根据权利要求5所述的磁敏器件，其特征在于，所述磁敏器件还包括：第一绝缘层、第二绝缘层、第一导电介质层和第二导电介质层；其中，所述第一绝缘层覆盖在所述有机半导体结构的第一侧面，所述第二绝缘层覆盖在所述有机半导体结构的第二侧面；当所述空穴传输层与所述基材相接触时，所述第一导电介质层包括相连
\t接的第一导电部和第二导电部，其中所述第一导电部覆盖在所述第一绝缘层背离所述有机半导体结构的表面上，且所述第一导电部与所述第一管脚连接，所述第二导电部与所述空穴传输层连接；所述第二导电介质层包括相连接的第三导电部和第四导电部，其中所述第三导电部覆盖在所述第二绝缘层背离所述有机半导体结...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟昭晖，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11