一种基于一维CsCu制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种基于一维CsCu

One dimension cscu based

【技术实现步骤摘要】
一种基于一维CsCu2I3微米线的偏振紫外光探测器及其制备方法
本专利技术属于半导体光电器件
，具体涉及一种基于一维CsCu2I3微米线的偏振紫外光探测器及其制备方法。
技术介绍
高性能的光电探测器是光电领域中应用技术的关键，也是光通讯技术的核心部件之一。作为一种特殊的光电器件，偏振光探测器在光通信、成像、光学雷达和导航等领域有非常重要的应用。偏振光探测器的制备对工作物质有很高的要求，如材料本身的形貌和结构的各向异性等。目前，常见的偏振光探测器主要是采用二维材料制备的，如GeAs(Z.Zhou,M.S.K.Long,L.F.Pan,X.T.Wang,M.Z.Zhong,M.Blei,J.L.Wang,J.Z.Fang,S.Tongay,W.D.Hu,J.B.Li,andZ.M.Wei,ACSNano12,12416(2018))，PdSe2(D.Wu,J.W.Guo,J.Du,C.X.Xia,L.H.Zeng,Y.Z.Tian,Z.F.Shi,Y.T.Tian,X.J.Li,Y.H.Tsang,andJ.S.Jie,ACSNano13,9907(2019))和锑烯(F.Chu,M.Chen,Y.Wang,Y.Xie,B.Liu,Y.Yang,X.An,andY.Zhang,J.Mater.Chem.C6,2509(2018))等。尽管该方案能够实现从紫外到红外的光谱探测范围，但是二维材料的合成方法较为复杂，而且在器件制备时也需要湿法转移技术进行辅助，增加了制备成本。近年来，新兴的金属卤化物钙钛矿材料因其制备工艺简便、载流子迁移率高、光学吸收系数大、光谱可调范围广等优势受到科研人员的广泛关注，并在高性能光电探测器领域取得了快速的发展。目前，利用低维卤化物钙钛矿材料的各向异性几何结构，多个研究小组实现了可见光的偏振探测(L.Gao,K.Zeng,J.Guo,C.Ge,J.Du,Y.Zhao,C.Chen,H.Deng,Y.He,H.Song,G.Niu,andJ.Tang,NanoLett.16,7446(2016)；J.Feng,X.Yan,Y.Liu,H.Gao,Y.Wu,B.Su,andL.Jiang,Adv.Mater.29,1605993(2017))，且器件性能可与二维材料制备的偏振光探测器相媲美。然而，在短波紫外光区域，尚未有钙钛矿偏振光探测的报道。更重要的是，目前已报道的钙钛矿偏振光探测器均为传统的铅卤化物钙钛矿，在材料稳定性和铅毒性上存在先天不足，对人和环境有害(M.Pantaler,K.T.Cho,V.I.E.Queloz,I.G.Benito,C.Fettkenhauer,I.Anusca,M.K.Nazeeruddin,D.C.Lupascu,andG.Grancini,ACSEnergyLett.3,1781(2018))。因此，从应用的角度考虑，寻找具有本征紫外光吸收、无毒、稳定且制备成本低廉的无铅材料作为偏振光探测器的工作物质无疑具有重要的科学意义和研究价值。三元铜基卤化物CsCu2I3是一种直接宽带隙半导体材料，其禁带宽度约为3.55电子伏特，对紫外光具有较强的光吸收。而且，该材料环保无毒，合成方法简单，其典型的一维结构特征使得材料本身具有出色的稳定性。以上说明CsCu2I3是制备高性能偏振紫外光探测器的理想候选材料。此外，CsCu2I3材料本身结构的各向异性将会进一步加强对偏振光的响应，有助于获得较大的光电流各向异性比。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于一维CsCu2I3微米线的偏振紫外光探测器及其制备方法，制备出高性能、环境友好型的偏振紫外光探测器。本专利技术的技术方案是以下述方式实现的：一种基于一维CsCu2I3微米线的偏振紫外光探测器，包括绝缘衬底，绝缘衬底上依次设有叉指电极以及CsCu2I3微米线。所述绝缘衬底为绝缘的石英衬底或柔性PET衬底。叉指电极为金属Au、Ni或Pt，相邻叉指间的距离为2～10微米，叉指长度为20～50微米。CsCu2I3微米线的宽度为0.5～7.5微米。一种基于一维CsCu2I3微米线的偏振紫外光探测器的制备方法，是按照下述步骤进行的：(1)清洗绝缘衬底；(2)制备金属叉指电极；(3)通过反溶剂方法或化学气相沉积方法制备一维CsCu2I3微米线；(4)对采用反溶剂方法制备的一维CsCu2I3微米线溶液进行稀释，将稀释后的溶液滴在叉指电极上，待溶剂挥发干后再对样品进行加热处理。所述步骤(2)中叉指电极的厚度为50～100纳米。优选的，步骤(3)中反溶剂方法如下：将摩尔比为1:2的CsI和CuI溶于无水乙腈反应溶液中，在50～100℃加热搅拌，反应时间为2～8小时，冷却后进行过滤，将反溶剂滴加在冷却后的溶液中，得到一维CsCu2I3微米线溶液。所述反溶剂为乙醚。优选的，所述步骤(3)中化学气相沉积方法如下：按照摩尔比为1:2称取CsI和CuI粉末，混合均匀后放置在管式炉的高温区，将叉指电极放置在管式炉低温区，其中管式炉高温区温度为500～580℃，低温区温度为350～400℃，反应时间为30分钟，工作气体为氩气或氮气。所述步骤(4)中加热处理的温度为50～100℃，加热时间为5～8分钟。本专利技术一方面利用CsCu2I3微米线外部一维形态以及材料较大的带隙实现对紫外光的偏振探测，另一方面利用材料本身结构的各向异性进一步加强了器件对偏振光的响应，有望获得较大的光电流各向异性比。而且，材料本身稳定、环保无毒的特征也克服了传统铅卤化物钙钛矿材料的不足，从而为高效、稳定、环境友好的偏振紫外光探测器的设计与制备提供了可行的方案。附图说明图1为本专利技术所述的基于一维CsCu2I3微米线的偏振紫外光探测器的结构示意图；图2为实施例1中一维CsCu2I3微米线的扫描电子显微镜照片；图3为实施例2中一维CsCu2I3微米线的扫描电子显微镜照片；图4为实施例1中所制备的偏振紫外光探测器的光谱响应曲线；图5为实施例1中所制备的偏振紫外光探测器随入射光角度变化的光电流曲线；图6为实施例2中所制备的偏振紫外光探测器随入射光角度变化的光电流曲线；图7为实施例3中所制备的偏振紫外光探测器随弯曲次数变化的光电流曲线。其中：1.绝缘衬底，2.叉指电极，3.CsCu2I3微米线。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术公开了一种基于一维CsCu2I3微米线的偏振紫外光探测器，包括绝缘衬底1，绝缘衬底1上依次设有叉指电极2以及CsCu2I3微米线3。其中所述绝缘衬底1为绝缘的石英衬底或柔性PET衬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于一维CsCu

【技术特征摘要】
1.一种基于一维CsCu2I3微米线的偏振紫外光探测器，包括绝缘衬底(1)，其特征在于：绝缘衬底(1)上依次设有叉指电极(2)以及CsCu2I3微米线(3)。


2.根据权利要求1所述的一种基于一维CsCu2I3微米线的偏振紫外光探测器，其特征在于：所述绝缘衬底(1)为绝缘的石英衬底或柔性PET衬底。


3.根据权利要求1所述的一种基于一维CsCu2I3微米线的偏振紫外光探测器，其特征在于：叉指电极(2)为金属Au、Ni或Pt，相邻叉指间的距离为2～10微米，叉指长度为20～50微米。


4.根据权利要求1所述的一种基于一维CsCu2I3微米线的偏振紫外光探测器，其特征在于：CsCu2I3微米线(3)的宽度为0.5～7.5微米。


5.一种基于一维CsCu2I3微米线的偏振紫外光探测器的制备方法，其特征在于是按照下述步骤进行的：
(1)清洗绝缘衬底(1)；
(2)制备金属叉指电极(2)；
(3)通过反溶剂方法或化学气相沉积方法制备一维CsCu2I3微米线(3)；
(4)对采用反溶剂方法制备的一维CsCu2I3微米线溶液进行稀释，将稀释后的溶液滴在叉指电极上，待溶剂挥发干后再对样品进行加热处理。


6.根据权利要求5所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：史志锋，李营，梁文晴，王林涛，马敬丽，李新建，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41