The invention belongs to the technical field of optoelectronic devices, in particular to a self driving Se/ZnO heterojunction ultraviolet photodetector and a preparation method thereof. The invention adopts the method of spin coating annealing, prepared a large area of the thickness between 50 200nm crystalline ZnO nano particle film good; and then the heat transfer of evaporation, depositing a layer thickness of 1 2 m Se film on ZnO nano films; then will have to Se/ZnO double heterojunction thin film forming photoelectric detector. The Se/ZnO heterojunction photodetectors have the characteristics of self driving at zero bias, good UV selectivity and millisecond response time. The device solves the shortcomings of the traditional ZnO based ultraviolet photodetector with slow response speed, and the preparation process is simple.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电器件
,具体涉及一种自驱动Se/ZnO异质结紫外光电探测器的制备方法。
技术介绍
紫外光电探测器是一种重要的光电传感器件并在光通讯、火灾预警、生物化学分析以及航空航天等诸多领域中有广泛的应用。氧化锌(ZnO)是一种广泛应用于紫外光探测的n型宽禁带半导体材料。近年来,多种基于氧化锌纳米结构(纳米线(Y. Zheng, L. Cheng, M. Yuan, Z. Wang, Nanoscale, 2014, 6, 7842.),纳米带(Y. Yang, W. Guo, J. Qi, Appl. Phys. Lett., 2010, 97, 223113.),纳米颗粒等(Y. Jin, J. Wang, B. Sun , Nano Lett., 2008, 8, 1649.))的紫外光电探测器受到了广泛的关注和研究。然而,基于氧化锌纳米结构的紫外光电探测器由于在光照前后氧吸附和解吸附的过程,器件的响应速度通常较慢,响应时间需要数秒(Z. Jin, Q. Zhou, Y. Chen, Y. Li, Adv. Mater., 2016, 28, 3697.)。除此之外,基于氧化锌纳米材料的金属-半导体-金属(MSM)结构的半导体光电探测器通常需要额外的偏压来驱动器件工作,这导致器件暗电流较高且功耗较大。为了改善基于ZnO紫外广电探测器的响应速度、功耗以及光暗电流比,构建半导体光伏型探测器是一种理想的选择。光伏型半导体光电探测器是一种重要的光电传感器件,其突出优点是不需要外接电源,直接通过光辐射产生非平衡载流子,通过光生电流来探测光强度。基于 ...
【技术保护点】
一种自驱动Se/ZnO异质结紫外光电探测器的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:(1)ZnO纳米颗粒前驱体溶液制备以锌盐、弱酸为原料溶解在水介质中,搅拌均匀后加入适量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP),配制成稳定和粘度适中的前驱体溶液;所述的锌盐是含结晶水或不含结晶水的锌盐化合物;(2)ZnO纳米颗粒薄膜制备将上述的前躯体溶液在3000~5000转/分的转速下旋涂在石英衬底的表面,得到均匀的薄膜,旋涂转速根据所需的薄膜厚度决定;之后将薄膜置于马弗炉中,以升温速率为1~5℃/min,升温至450‑800℃,煅烧1.5‑3 h,使前躯体溶液中的有机物PVP分解,得到结晶度良好的ZnO纳米颗粒膜;(3)Se膜的制备将一定量的硒粉放在石英舟中并放置于1 m管式炉的中心,在距离硒粉30~35 cm处垂直放置上述有ZnO纳米颗粒薄膜的石英片,并将石英片的一半遮挡;在200~300 sccm 流速的氮气或者氩气条件下,在30~120 min内把管式炉中心温度从室温加热到300~330 ℃,并在该温度条件下保温180~300 min;保温过程中,氮气或者氩气始终保持恒定的速率从硒源流向石英片,以将蒸发出的硒蒸 ...
【技术特征摘要】
1. 一种自驱动Se/ZnO异质结紫外光电探测器的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:(1)ZnO纳米颗粒前驱体溶液制备以锌盐、弱酸为原料溶解在水介质中,搅拌均匀后加入适量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP),配制成稳定和粘度适中的前驱体溶液;所述的锌盐是含结晶水或不含结晶水的锌盐化合物;(2)ZnO纳米颗粒薄膜制备将上述的前躯体溶液在3000~5000转/分的转速下旋涂在石英衬底的表面,得到均匀的薄膜,旋涂转速根据所需的薄膜厚度决定;之后将薄膜置于马弗炉中,以升温速率为1~5℃/min,升温至450-800℃,煅烧1.5-3 h,使前躯体溶液中的有机物PVP分解,得到结晶度良好的ZnO纳米颗粒膜;(3)Se膜的制备将一定量的硒粉放在石英舟中并放置于1 m管式炉的中心,在距离硒粉30~35 cm处垂直放置上述有ZnO纳米颗粒薄膜的石英片,并将石英片的一半遮挡;在200~300 sccm 流速的氮气或者氩气条件下,在30~120 min内把管式炉中心温度从室温加热到300~330 ℃,并在该温度条件下保...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡凯,滕凤,张之明,方晓生,
申请(专利权)人:复旦大学,
类型:发明
国别省市:上海;31
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