一种量子点探测器及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种量子点探测器及制备方法，所述量子点探测器依次包括：导电衬底、空穴注入层、量子点活性层、电子传输层和顶电极；所述量子点活性层的材料为量子点材料，其包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向能级宽度变化的渐变合金组分结构或径向方向上能级宽度一致的均一组分结构。本发明专利技术通过使用量子点材料并利用量子点材料作为量子点活性层，既提高了量子点探测器的探测灵敏度、量子效率，还降低了量子点探测器的暗电流，同时简化了器件结构，节约制作成本。

【技术实现步骤摘要】
一种量子点探测器及其制备方法
本专利技术涉及光电探测器领域，尤其涉及一种量子点探测器及其制备方法。
技术介绍
光电探测器是利用半导体材料的光电导效应制成的一种光探测器件，所谓光电导效应，是指由辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象，光电探测器能把光信号转换为电信号。作为新一代光电材料，量子点（Quantumdot）因具有独特的性质而得到广泛关注。量子点光电探测器（Quantumdotphotodetectors）具有对垂直入射光敏感、光电导响应度高、比探测率高、探测波长连续可调及低温制备等优点。一般而言，光电二极管结构量子点探测器又可分为肖特基型（Schottky-type）、异质结型（heterojunctiontype）、p-n型（p-ntype）和p-i-n型（p-i-ntype）结构。与光电导体结构相比，光电二极管结构的量子点光电探测器在响应速度方面的优势明显，具有更快的响应速度，而且这种量子点光电探测器在运行过程中，量子点光敏层吸收光子后产生的光生电子-空穴对能够在内建电场的作用下发生分离，这使得该结构探测器具有更低的驱动电压，能在低外加偏压甚至是零外加偏压下就能工作，且易于控制。现有技术中核壳结构的量子点虽然部分提高了量子点性能，但无论从设计思路还是从优化方案上均还是基于提升量子点自身的效率方面考虑，其性能还有待提高，例如，现有的光电探测器其探测灵敏度和量子效率均较低，并且现有技术也未综合考虑光电探测器对于量子点材料的其他方面特殊要求。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种量子点探测器及其制备方法，旨在解决现有的探测器其探测灵敏度、量子效率均有待提高的问题。本专利技术的技术方案如下：一种量子点探测器，其中，依次包括：导电衬底、空穴注入层、量子点活性层、电子传输层和顶电极；所述量子点活性层的材料为量子点材料，其包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向能级宽度变化的渐变合金组分结构或径向方向上能级宽度一致的均一组分结构。所述的量子点探测器，其中，所述空穴注入层与量子点活性层之间设置有一层空穴传输层。所述的量子点探测器，其中，所述量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的。所述的量子点探测器，其中，所述量子点材料包括至少三个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，其中，所述至少三个量子点结构单元中，位于中心和表面的量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的；位于中心和表面的量子点结构单元之间的一个量子点结构单元为均一组分结构。所述的量子点探测器，其中，所述量子点材料包括两种类型的量子点结构单元，其中一种类型的量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，另一种类型的量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越窄的渐变合金组分结构，所述两种类型的量子点结构单元沿径向方向依次交替分布，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的。所述的量子点探测器，其中，所述量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且相邻的量子点结构单元的能级是不连续的。所述的量子点探测器，其中，所述量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越窄的渐变合金组分结构，且相邻的量子点结构单元的能级是不连续的。所述的量子点探测器，其中，所述量子点材料包括两种量子点结构单元，其中一种量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，另一种量子点结构单元为均一组分结构，所述量子点材料的内部包括一个或一个以上的渐变合金组分结构的量子点结构单元，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的；所述量子点材料的外部包括一个或一个以上的均一组分结构的量子点结构单元。所述的量子点探测器，其中，所述量子点材料包括两种量子点结构单元，其中一种量子点结构单元为均一组分结构，另一种量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，所述量子点材料的内部包括一个或一个以上的均一组分结构的量子点结构单元，所述量子点材料的外部包括一个或一个以上的渐变合金组分结构的量子点结构单元，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的。所述的量子点探测器，其中，所述量子点结构单元为包含II族和VI族元素的渐变合金组分结构或均一合金组分结构。所述的量子点探测器，其中，所述量子点结构单元包含2-20层的单原子层，或者所述量子点结构单元包含1-10层的晶胞层。所述的量子点探测器，其中，所述量子点材料的发光峰波长范围为400纳米至700纳米。所述的量子点探测器，其中，所述量子点材料的发光峰的半高峰宽为12纳米至80纳米。一种如上所述的量子点探测器的制备方法，其中，包括步骤：A、在导电衬底上沉积一层空穴注入层；B、在空穴注入层上沉积一层量子点活性层；所述量子点活性层的材料为量子点材料，所述量子点材料包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向上能级宽度变化的渐变合金组分结构或径向方向上能级宽度一致的均一组分结构；C、在量子点活性层上沉积一层电子传输层；D、在电子传输层上蒸镀一层顶电极，得到量子点探测器。所述的量子点探测器的制备方法，其中，在所述步骤A之后、B之前还包括：在所述空穴注入层上沉积一层空穴传输层。有益效果：本专利技术通过使用量子点材料并利用量子点材料作为量子点活性层，既提高了量子点探测器的探测灵敏度、量子效率，还降低了量子点探测器的暗电流，同时简化了器件结构，节约制作成本。附图说明图1为本专利技术一种量子点探测器较佳实施例的结构示意图。图2为本专利技术量子点探测器中量子点材料具体结构1的能级结构曲线。图3为本专利技术量子点探测器中量子点材料具体结构2的能级结构曲线。图4为本专利技术量子点探测器中量子点材料具体结构3的能级结构曲线。图5为本专利技术量子点探测器中量子点材料具体结构4的能级结构曲线。图6为本专利技术量子点探测器中量子点材料具体结构5的能级结构曲线。图7为本专利技术量子点探测器中量子点材料具体结构6的能级结构曲线。图8为本专利技术量子点探测器中量子点材料具体结构7的能级结构曲线。图9为本专利技术一种量子点探测器实施例33的结构示意图。具体实施方式本专利技术提供一种量子点探测器及制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，图1为本专利技术一种量子点探测器较佳实施例的第一结构示意图，如图所示，依次包括：导电衬底11、空穴注入层12、量子点活性层13、电子传输层14和顶电极15；所述量子点活性层13的材料为量子点材料，其包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向能级宽度变化的渐变合金组分结构或径向方向上能级宽度一致的均一组分结构。本专利技术利用结构优化的量子点，优化了量子点的能级结构，能够极大地降低量子点表面的缺陷态，这种结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子点探测器，其特征在于，依次包括：导电衬底、空穴注入层、量子点活性层、电子传输层和顶电极；所述量子点活性层的材料为量子点材料，其包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向能级宽度变化的渐变合金组分结构或径向方向上能级宽度一致的均一组分结构。

【技术特征摘要】
1.一种量子点探测器，其特征在于，依次包括：导电衬底、空穴注入层、量子点活性层、电子传输层和顶电极；所述量子点活性层的材料为量子点材料，其包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向能级宽度变化的渐变合金组分结构或径向方向上能级宽度一致的均一组分结构。2.根据权利要求1所述的量子点探测器，其特征在于，所述空穴注入层与量子点活性层之间设置有一层空穴传输层。3.根据权利要求1或2所述的量子点探测器，其特征在于，所述量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的。4.根据权利要求1或2所述的量子点探测器，其特征在于，所述量子点材料包括至少三个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，其中，所述至少三个量子点结构单元中，位于中心和表面的量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的；位于中心和表面的量子点结构单元之间的一个量子点结构单元为均一组分结构。5.根据权利要求1或2所述的量子点探测器，其特征在于，所述量子点材料包括两种类型的量子点结构单元，其中一种类型的量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，另一种类型的量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越窄的渐变合金组分结构，所述两种类型的量子点结构单元沿径向方向依次交替分布，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的。6.根据权利要求1或2所述的量子点探测器，其特征在于，所述量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且相邻的量子点结构单元的能级是不连续的。7.根据权利要求1或2所述的量子点探测器，其特征在于，所述量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越窄的渐变合金组分结构，且相邻的量子点结构单元的能级是不连续的。8.根据权利要求1或2所述的量子点探测器，其特征在于，所述量子点材料包括两种量子点结构单元，其中一种量子点结构单元为径向方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹蔚然，刘政，杨一行，钱磊，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44