基于稀土镍酸盐-铌掺杂钛酸锶的异质结材料及其传感器制备方法和应用技术

基于稀土镍酸盐‑铌掺杂钛酸锶的异质结材料及其传感器制备方法和应用，本发明专利技术属于传感器领域，它为了解决现有紫外光电探测器的响应速度较慢，未有同时兼具自驱动紫外光电传感器和位敏传感器材料器件的问题。该基于稀土镍酸盐‑铌掺杂钛酸锶的异质结材料具有p‑n结结构，在n型铌掺杂钛酸锶基片上采用激光脉冲沉积有厚度为5～20nm的p型镍酸盐氧化物层，其中的镍酸盐氧化物为镍酸钕、镍酸钐或镍酸钆。在该异质结表面镀有金电极制备传感器，此传感器能够应用于自驱动紫外光电探测器和位敏传感器中。本发明专利技术利用Nb:SrTiO3半导体仅在紫外/近紫外光区响应的特点，其探测范围接近日盲区范围，且光电响应速度快。

Heterojunction materials of rare earth nickel salt niobium doped strontium titanate and its preparation method and application based on sensor

【技术实现步骤摘要】
基于稀土镍酸盐-铌掺杂钛酸锶的异质结材料及其传感器制备方法和应用
本专利技术属于传感器领域，具体涉及基于异质结纵向和侧向光伏效应在自驱动紫外光电探测器和位敏传感器中的应用。
技术介绍
紫外光电探测器具有安全性高、抗干扰能力强、无需人操作等优点，在导弹预警与跟踪、紫外通信、环境监测、生物医学检测等军事和民用方面都具有非常重要的应用。目前使用的紫外光电探测器主要是真空光电倍增管，但其体积大、易碎和高功耗等缺点，在实际应用中还存在探测灵敏度和光电转换效率低等问题。按工作原理半导体光电探测器主要分成两大类：一类是利用异质结的光生伏特效应工作的异质结光电探测器；另一类是利用半导体的光电导效应工作的光电导探测器。光电导探测器本质上是一个光敏电阻，无光照时，电路中的暗电流很小；当入射光的能量大于材料带宽时，产生的光生电子空穴对在外加电压作用下被器件两电极收集，探测器电阻急剧减小，显示较高的光灵敏度。光电导探测器最大的缺点是响应速度非常慢。以宽禁带半导体ZnO纳米线紫外光探测器为例。由于ZnO纳米线表面捕获态的存在，使得基于ZnO纳米线的紫外光探测器的响应速度很慢——光电导型探测器光电响应最快恢复时本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于稀土镍酸盐‑铌掺杂钛酸锶的异质结材料，其特征在于该基于稀土镍酸盐‑铌掺杂钛酸锶的异质结材料具有p‑n结结构，在n型铌掺杂钛酸锶基片上采用激光脉冲沉积有厚度为5～20nm的p型镍酸盐氧化物层，其中所述的p型镍酸盐氧化物为镍酸钕、镍酸钐或镍酸钆。

【技术特征摘要】
1.基于稀土镍酸盐-铌掺杂钛酸锶的异质结材料，其特征在于该基于稀土镍酸盐-铌掺杂钛酸锶的异质结材料具有p-n结结构，在n型铌掺杂钛酸锶基片上采用激光脉冲沉积有厚度为5～20nm的p型镍酸盐氧化物层，其中所述的p型镍酸盐氧化物为镍酸钕、镍酸钐或镍酸钆。2.根据权利要求1所述的基于稀土镍酸盐-铌掺杂钛酸锶的异质结材料，其特征在于铌掺杂钛酸锶基片中Nb掺杂的质量浓度为0.05％～0.5％。3.基于稀土镍酸盐-铌掺杂钛酸锶的异质结材料的传感器制备方法，其特征在于该方法是按下列步骤实现：一、按照化学计量比为1：2将稀土氧化物粉末和NiO粉末充分混合，混合粉末压片成型，然后在900～1000℃下烧结预处理，再在高纯氧气气氛中以1100～1400℃的温度烧结处理，得到稀土镍酸盐氧化物靶材；二、将Nb:SrTiO3基片依次置于去离子水、丙酮和无水乙醇中超声清洗10～20min，得到清洗后的Nb:SrTiO3基片；三、将本底真空抽至2.5～3.5×10-4Pa，以清洗后的Nb:SrTiO3基片作为沉积衬底，通入高纯氧控制气压为0.01～60Pa，调节Nb:SrTiO3基片的温度为600～650℃，采用准分子激光器辐照稀土镍酸盐氧化物靶材，控制单脉冲能量为150～200mJ，脉冲频率为3～8Hz进行脉冲激光沉积稀土镍酸盐氧化物薄膜，沉积结束后原位保温，最后自然冷却到室温状态，得到稀土镍酸盐-铌掺杂钛酸锶异质结材料；四、采用磁控溅射法分别在稀土镍酸盐-铌掺杂钛酸锶异质结材料中的稀土镍酸盐氧化物薄膜表面和Nb:SrTiO3基片的背面镀上金电极，得到基于稀土镍酸盐-铌掺杂钛酸锶异质结材料的传感器；其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王先杰，周倩，胡昌，隋郁，宋波，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23