一种硒纳米线光电检测器及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硒纳米线光电检测器及制备方法，所述光电检测器可用于检测可见光、紫外光。制备方法包括以下步骤：硒纳米线的合成、选取与转移、沉积等过程，制备出可应用于传感器、光电元件、量子导线、微激光器、电子探针、微型机械臂的硒纳米线，以及制备出对可见光、紫外光有灵敏响应的光电检测器。该器件的制备方法简单易行且成本低，为紫外可见光的检测提供极大的便利，十分具有产业利用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种硒纳米线光电检测器及制备方法
本专利技术属于纳米材料
，特别是涉及超长硒纳米线的制备方法与应用，超长硒纳米线光电检测器具有从可见光到紫外光的光谱响应范围，可用于检测可见光、紫外光。
技术介绍
迄今，现有技术已经提出了许多合成硒纳米线的方法，如模板法、水热法、熔盐法、热解法、溶胶-凝胶法、气相蒸发法等。虽然制备一维Se纳米材料的方法多种多样，但是这些方法都需要模板、外加晶种的辅助以及苛刻的反应条件才能很好地控制了Se一维纳米结构的生长。所以发展绿色无污染、快捷高效的合成Se一维纳米结构的新方法具有重要的意义。三方相硒，是一种重要的p型元素半导体材料，具有非常优异的光电、压电性能，它的能带宽度在1.67ev左右，所对应的波长为743nm左右，这意味着它具有从可见光到紫外光的光谱响应范围。显然三方相硒纳米线可用于构筑光电检测器。然而，传统的构筑方法过程复杂，构筑条件苛刻，使得构筑出来的光电检测器成本高，可重复性差，完全无法大规模生产。所以十分有必要专利技术一种简单，快捷的器件制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种硒纳米线光电检测器的制备方法，该方法解决了硒纳米线的制备及应用问题。通过设计一种新的硒纳米线光电检测器，实现了从众多光谱中检测出可见光、紫外光，为光的检测提供便利。实现本专利技术目的的具体技术方案是：一种硒纳米线光电检测器的制备方法，该方法包括以下具体步骤：步骤1：在室温条件下，将硒脲溶解在蒸馏水中形成溶液，然后置于磁力搅拌器上搅拌，获得砖红色无定形硒球；其中，搅拌时间30-60min，转速为750-900rpm；溶液浓度0.01-0.1mol/L；步骤2：将步骤1的无定形硒球分散在去离子水和无水乙醇中进行反复三次超声洗涤和离心；在黑暗中静置，获得硒纳米线；其中，离心的转速为6000~8000转/min，时间为3~5min；静置时间为4h-48h，静置温度为室温；步骤3：利用磁控溅射在玻璃片上沉积金属电极；步骤4：在光学显微镜下，从步骤2所制备的硒纳米线中挑选出单根硒纳米线；步骤5：在光学显微镜下，利用微操作机械手将步骤4所选取的单根硒纳米线转移至步骤3玻璃片的电极上，纳米线的两端分别搭在相邻的电极上；步骤6：将步骤5所述玻璃片转移到聚焦离子束显微镜（FIB）中，通过电子束在纳米线的两端沉积金属材料，制得所述硒纳米线光电检测器。其中：所述步骤3具体包括：A1：将玻璃片放入无水乙醇中，并超声清洗5-10min，玻璃片的长度为0.5-1.5cm，宽度为0.5-1.5cm，高度0.05-0.15cm；A2：利用磁控溅射设备通过掩模版在玻璃上沉积两个金属电极，金属为Al或Au，电极的距离为10-20μm，电极长度为3-20μm，宽度为3-20μm，高度为1-2μm。所述步骤4具体包括：B1：取0.8-1.2mg步骤2所制备的硒纳米线分散于2-3ml无水乙醇中，并超声5-10min使其充分分散；B2：将玻璃片用去离子水清洗干净，并烘干；B3：用移液枪吸取B1中含有硒纳米线的液体滴在玻璃片上，并在室温下让无水乙醇自然挥发干燥；B4：将B3中滴有硒纳米线的玻璃片放置在光学显微镜下；B5：在光学显微镜下，利用微操作机械手静电吸附单根硒纳米线，所述单根硒纳米线的长度为15-25μm。步骤6所述在纳米线的两端沉积金属材料，其金属材料为Pt或W，沉积的长度、宽度为0.5-1μm，厚度为0.3-1μm。一种上述方法制得的硒纳米线光电检测器。本专利技术的有益效果：本专利技术解决了硒纳米线的制备及应用问题。设计的硒纳米线光电检测器，在红外光，可见光，紫外光分别作用下，会产生不同的电流-电压关系。在红外光作用下，硒纳米线与金电极形成肖特基接触；而在可见光，紫外光作用下，硒纳米线与金电极形成欧姆接触，对可见光、紫外光有灵敏响应。本专利技术硒纳米线光电检测器可以实现从众多光谱中检测出可见光、紫外光，为光的检测提供便利。附图说明图1为本专利技术制备的硒纳米线的扫描照片图；图2为本专利技术硒纳米线光电检测器的示意图；图3为本专利技术硒纳米线光电检测器在不同光作用下的电流-电压关系图。具体实施方式下面通过实施例，进一步阐述本专利技术的实质特点及进步，所给出的实施例只限于解释本专利技术，但本专利技术并非仅限于所述的实施例。实施例1一种硒纳米线光电检测器制备方法，具体步骤如下：步骤1）以硒脲溶解在蒸馏水中形成溶液进行氧化，获得无定形硒单质。在本实施例中，无定形硒单质的获取过程包括：步骤1-1)将12.3mg的高纯度硒脲溶解在2mL一次性蒸馏水中；步骤1-2）在室温下，用磁力搅拌器搅拌硒脲溶液，使硒脲溶液发生氧化反应，搅拌时间30min，转速为850rpm；步骤2）在步骤1）中获得的无定形硒单质用无水乙醇洗涤后，在黑暗中静置，获得硒纳米线；过程包括：步骤2-1）将步骤1）获得的无定形硒单质分散在无水乙醇中进行超声洗涤后离心，离心的转速为8000转/min，时间为5min，使得无定形硒单质和液相出现分层，形成分层液；步骤2-2）离心洗涤后，紧接着对分层液进行过滤，从而获得无定形硒单质粉末；步骤2-3）然后将无定形硒单质粉末分散在蒸馏水中进行离心洗涤，离心的转速为8000转/min，时间为5min，使得无定形硒单质粉末和液相出现分层，形成分层液；步骤2-4）离心洗涤后，紧接着对分层液进行过滤，再次获得无定形硒单质粉末；步骤2-5）交替使用无水乙醇和蒸馏水进行离心洗涤两次，离心的转速为8000转/min，时间为5min，使得无定形硒单质粉末和液相出现分层，形成分层液；步骤2-6）离心洗涤后，紧接着对分层液进行过滤，最终获得不包含杂质的无定形硒单质粉末；步骤2-7）接着，将无定形硒单质在黑暗中静置，静置时间为4h，静置温度为室温，就可以获得硒纳米线，如图1所示。步骤3）利用磁控溅射设备在玻璃上沉积金属电极，金属材料是Au；过程包括：步骤3-1）将长、宽、高分别为1cm、1cm、0.1cm的玻璃片1放入无水乙醇中，并超声清洗10min，然后在烘箱中烘干；步骤3-2）利用磁控溅射设备在步骤3-1）的玻璃上沉积两个正方形金电极2，两个金电极的距离为10μm，沉积长度为3μm，宽度为3μm，厚度为1μm；步骤4）在光学显微镜下，利用微操作机械手选取步骤2所制备的单根硒纳米线，具体步骤如下：步骤4-1）取少量步骤2）所制备的硒纳米线于2ml无水乙醇中，并超声7min；步骤4-2）将玻璃片用去离子水清洗干净，并烘干；步骤4-3）用移液枪吸取含有硒纳米线的液体滴在玻璃片上，并在室温下干燥30min；步骤4-4）将含有硒纳米线的玻璃片放置在光学显微镜下；步骤4-5）在光学显微镜下，利用微操作机械手静本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硒纳米线光电检测器的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：/n步骤1：在室温条件下，将硒脲溶解在蒸馏水中形成溶液，然后置于磁力搅拌器上搅拌，获得砖红色无定形硒球；其中，搅拌时间30-60min，转速为750-900rpm；溶液浓度0.01-0.1mol/L；/n步骤2：将步骤1的无定形硒球分散在去离子水和无水乙醇中进行反复三次超声洗涤和离心；在黑暗中静置，获得硒纳米线；其中，离心的转速为6000~8000转/min，时间为3~5min；静置时间为4h-48h，静置温度为室温；/n步骤3：利用磁控溅射在玻璃片上沉积金属电极；/n步骤4：在光学显微镜下，从步骤2所制备的硒纳米线中挑选出单根硒纳米线；/n步骤5：在光学显微镜下，利用微操作机械手将步骤4所选取的单根硒纳米线转移至步骤3玻璃片的电极上，纳米线的两端分别搭在相邻的电极上；/n步骤6：将步骤5所述玻璃片转移到聚焦离子束显微镜中，通过电子束在纳米线的两端沉积金属材料，制得所述硒纳米线光电检测器。/n

【技术特征摘要】
1.一种硒纳米线光电检测器的制备方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：
步骤1：在室温条件下，将硒脲溶解在蒸馏水中形成溶液，然后置于磁力搅拌器上搅拌，获得砖红色无定形硒球；其中，搅拌时间30-60min，转速为750-900rpm；溶液浓度0.01-0.1mol/L；
步骤2：将步骤1的无定形硒球分散在去离子水和无水乙醇中进行反复三次超声洗涤和离心；在黑暗中静置，获得硒纳米线；其中，离心的转速为6000~8000转/min，时间为3~5min；静置时间为4h-48h，静置温度为室温；
步骤3：利用磁控溅射在玻璃片上沉积金属电极；
步骤4：在光学显微镜下，从步骤2所制备的硒纳米线中挑选出单根硒纳米线；
步骤5：在光学显微镜下，利用微操作机械手将步骤4所选取的单根硒纳米线转移至步骤3玻璃片的电极上，纳米线的两端分别搭在相邻的电极上；
步骤6：将步骤5所述玻璃片转移到聚焦离子束显微镜中，通过电子束在纳米线的两端沉积金属材料，制得所述硒纳米线光电检测器。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：
A1：将玻璃片放入无水乙醇中，并超声清洗5-10min...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷炜斌，齐瑞娟，成岩，张媛媛，黄荣，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31