纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器及其制备方法技术

一种纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器，能够显著提高光电探测器的性能，制备简单、成本低廉，在实际应用中具有广阔前景。包括：中空凹槽结构、透光薄膜、第一纳米材料层、第二纳米材料层、沉积电极；透光薄膜的上、下表面分别设置第一纳米材料层、第二纳米材料层，沉积电极在第二纳米材料层的下表面，然后将透光薄膜固定于中空凹槽结构上，从而使透光薄膜处于悬浮状态；入射光线依次经过第一纳米材料层、透光薄膜、第二纳米材料层、沉积电极。还提供了制备方法。方法。方法。

【技术实现步骤摘要】
纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器及其制备方法


[0001]本专利技术属于光电子和纳米材料的
，尤其涉及一种纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器，以及该纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器的制备方法。

技术介绍

[0002]碳基薄膜，例如石墨烯薄膜、碳纳米管薄膜，都具有从紫外至太赫兹波段的超宽谱光吸收特性，因此，碳基薄膜可以作为宽谱光电探测器的光敏材料。但是，由于碳基薄膜自身的光吸收率不高，并且载流子寿命较短等原因，导致碳基薄膜的光电探测器性能不高。
[0003]近年来，纳米光电材料迅速崛起，纳米光电材料具有高光吸收率、高内量子效率等性质，因此，用纳米光电材料修饰到碳基薄膜表面，可以提高碳基薄膜的光电探测器性能。目前，国内外已报道的纳米光电材料修饰碳基薄膜的光电探测器，都是使用纳米光电材料修饰碳基薄膜的一个表面，这只能利用纳米光电材料吸光一次，光电探测器性能提升有限。

技术实现思路

[0004]为克服现有技术的缺陷，本专利技术要解决的技术问题是提供了一种纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器，其能够显著提高光电探测器的性能，制备简单、成本低廉，在实际应用中具有广阔前景。
[0005]本专利技术的技术方案是：这种纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器，包括：中空凹槽结构、透光薄膜、第一纳米材料层、第二纳米材料层、沉积电极；
[0006]透光薄膜的上、下表面分别设置第一纳米材料层、第二纳米材料层，沉积电极在第二纳米材料层的下表面，然后将透光薄膜固定于中空凹槽结构上，从而使透光薄膜处于悬浮状态；r/>[0007]入射光线依次经过第一纳米材料层、透光薄膜、第二纳米材料层、沉积电极。
[0008]本专利技术的透光薄膜的上、下表面分别设置第一纳米材料层、第二纳米材料层，沉积电极在第二纳米材料层的下表面，然后将透光薄膜固定于中空凹槽结构上，从而使透光薄膜处于悬浮状态，入射光线依次经过第一纳米材料层、透光薄膜、第二纳米材料层、沉积电极，因此能够实现既利用入射面上的纳米材料(第一纳米材料层)吸收入射光，又能利用透射面上的纳米材料 (第二纳米材料层)吸收透射光，实现了两次光吸收，显著提高光电探测器的性能，并且制备简单、成本低廉，在实际应用中具有广阔前景。
[0009]还提供了这种纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器的制备方法，其包括以下步骤：
[0010](1)在RGO薄膜的上表面、下表面，分别滴涂浓度为0.2mg/mL的二硫化钼MoS2纳米片分散液75μL，制得MoS2纳米片双面修饰RGO 的具有MoS2‑
RGO
‑
MoS2结构的复合薄膜；
[0011](2)采用真空热蒸镀的方法，通过掩模，在MoS2‑
RGO
‑
MoS2复合薄膜表面沉积Au叉指电极；
[0012](3)将沉积电极后的薄膜固定于绝缘的中空凹槽上，使薄膜处于悬浮状态；
[0013](4)用银胶将叉指电极的两端与铜线结合，以进行电测量，测量探测性能时，入射光从无叉指电极面入射。
附图说明
[0014]图1为根据本专利技术的纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器的结构示意图。
[0015]图2示出了波长405nm光照下RGO光电探测器和MoS2‑
RGO
‑
MoS2光电探测器的响应率对比。
[0016]图3示出了紫外(波长375nm)光照下RGO光电探测器和MoS2‑
RGO
‑
MoS2光电探测器的光电流对比。
[0017]图4示出了可见(波长532nm)光照下RGO光电探测器和MoS2‑
RGO
‑
MoS2光电探测器的光电流对比。
[0018]图5示出了可见(波长633nm)光照下RGO光电探测器和MoS2‑
RGO
‑
MoS2光电探测器的光电流对比。
[0019]图6示出了红外(波长808nm)光照下RGO光电探测器和MoS2‑
RGO
‑
MoS2光电探测器的光电流对比。
[0020]图7示出了红外(波长1064nm)光照下RGO光电探测器和MoS2‑
RGO
‑
MoS2光电探测器的光电流对比。
[0021]图8示出了红外(波长1550nm)光照下RGO光电探测器和MoS2‑
RGO
‑
MoS2光电探测器的光电流对比。
[0022]图9为根据本专利技术的纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器的制备方法的流程图。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。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。
[0024]为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本专利技术的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本专利技术具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。
[0025]如图1所示，这种纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器，包括：中空凹槽结构1、透光薄膜2、第一纳米材料层3、第二纳米材料层4、沉积电极5；
[0026]透光薄膜的上、下表面分别设置第一纳米材料层、第二纳米材料层，沉积电极在第二纳米材料层的下表面，然后将透光薄膜固定于中空凹槽结构上，从而使透光薄膜处于悬浮状态；
[0027]入射光线依次经过第一纳米材料层、透光薄膜、第二纳米材料层、沉积电极。
[0028]本专利技术的透光薄膜的上、下表面分别设置第一纳米材料层、第二纳米材料层，沉积电极在第二纳米材料层的下表面，然后将透光薄膜固定于中空凹槽结构上，从而使透光薄膜处于悬浮状态，入射光线依次经过第一纳米材料层、透光薄膜、第二纳米材料层、沉积电极，因此能够实现既利用入射面上的纳米材料(第一纳米材料层)吸收入射光，又能利用透
射面上的纳米材料 (第二纳米材料层)吸收透射光，实现了两次光吸收，显著提高光电探测器的性能，并且制备简单、成本低廉，在实际应用中具有广阔前景。要保证透光薄膜具有较高的光学透过率，膜厚都非常薄，通常为纳米量级，如此薄的薄膜，通常需要附着于衬底上，才能制成器件使用。然而，在已有一层纳米材料修饰透光薄膜的基础上，再添加一层纳米材料修饰透光薄膜，就必须使透光薄膜脱离衬底，成为无衬底的自支撑薄膜，这样，薄膜的上、下表面都暴露出来，才能实现上、下表面都修饰纳米材料。使如此薄的薄膜脱离衬底，成为完整的自支撑薄膜，工艺上是相当困难的，必须采取独特的制备方法，例如，专利技术人已获得专利技术专利授权“一种自支撑还原氧化石墨烯薄膜的制备方法，专利号ZL 201610073189.6”。
[0029]优选地，所述透光薄膜是还原氧化石墨烯RGO(Reduced Graphene Oxide， RGO)薄膜。当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器，其特征在于：包括：中空凹槽结构(1)、透光薄膜(2)、第一纳米材料层(3)、第二纳米材料层(4)、沉积电极(5)；透光薄膜的上、下表面分别设置第一纳米材料层、第二纳米材料层，沉积电极在第二纳米材料层的下表面，然后将透光薄膜固定于中空凹槽结构上，从而使透光薄膜处于悬浮状态；入射光线依次经过第一纳米材料层、透光薄膜、第二纳米材料层、沉积电极。2.根据权利要求1所述的纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器，其特征在于：所述透光薄膜是还原氧化石墨烯RGO薄膜或者是碳纳米管薄膜。3.根据权利要求2所述的纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器，其特征在于：所述第一纳米材料层和第二纳米材料层的材料相同或不同。4.根据权利要求3所述的纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器，其特征在于：所述第一纳米材料层和第二纳米材料层的材料均为二硫化钼MoS2。5.根据权利要求4所述的纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器，其特征在于：所述沉积电极为Au叉指电极。6.根据权利要求5所述的纳米材料修饰透光薄膜的光电探测器，其特征在于：所述叉指电极的间距为200μm，指宽为200μm。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹阳，王晨凤，陈浩，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：