基于钙钛矿量子点的阵列式紫外线探测器及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种基于钙钛矿量子点的阵列式紫外线探测器及其制备方法，属于属于生物医学紫外线成像技术领域。包括：阵列式闪烁体屏，具有阵列分布的若干密封孔，每个所述密封孔中填充有钙钛矿量子点液体，所述密封孔的密封端透光且所述密封孔的侧壁不透光；图像传感器，设置于所述阵列式闪烁体屏的一端，用于接收钙钛矿量子点液体在紫外线辐照下产生的可见光。通过将闪烁体层进行像素化处理，形成多个独立的探测单元，可以避免可见光相互干扰，避免降低探测器的分辨率，同时阵列式闪烁体屏的高度可调，在不增加面积的情况下能够吸收更多的紫外线。

【技术实现步骤摘要】
基于钙钛矿量子点的阵列式紫外线探测器及其制备方法
本专利技术属于生物医学紫外线成像
，尤其涉及一种基于钙钛矿量子点的阵列式紫外线探测器及其制备方法。
技术介绍
紫外辐射是光谱中波长从10nm-400nm辐射的总称。适当的紫外辐射可以诱导皮肤生成维生素D，从而促进人体对钙的吸收，但是根据研究表明，过量的紫外辐射可能会导致皮肤癌与DNA直接受损，长期暴露在紫外线辐射下可能会对皮肤、眼睛、免疫系统等都有着急性或慢性的健康影响。另一方面，人工紫外辐射也在人们生活中起着重要的作用，比如紫外辐射可以破坏微生物的核蛋白及DNA，从而实现灭菌的功能；一些特定的物质会通过紫外辐射产生荧光，从而实现防伪的功能；紫外辐射会使一些材料发生硬化，从而实现光固化功能等。如上所述紫外光探测技术在空间探索、生物分析、环境传感器、通信和成像等许多领域一直受到广泛关注。然而，目前基于传统方法制备的窄带探测器存在成本高、结构复杂和难以集成等问题。金属卤化物钙钛矿材料具有较大的光吸收系数，较高且平衡的载流子传输能力，这使得其成为高性能光电探测器的重要候选材料之一。如何在确保器件性能稳定性及使用寿命的前提下，大幅度提高成像空间分辨率及灵敏度，同时实现紫外线低剂量辐照，一直是困扰国内外学术研究界的一个关键性问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种基于钙钛矿量子点的阵列式紫外线探测器及其制备方法，能够提高紫外线探测器的成像空间分辨率与灵敏度。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于钙钛矿量子点的阵列式紫外线探测器，包括阵列式闪烁体屏和图像传感器；所述的阵列式闪烁体屏具有阵列分布的若干密封孔，每个所述密封孔中填充有钙钛矿量子点液体，所述密封孔的密封端透光且所述密封孔的侧壁不透光。所述的图像传感器设置于阵列式闪烁体屏的一端，用于接收钙钛矿量子点液体在紫外线辐照下产生的可见光。优选的，所述的阵列式闪烁体屏包括板体、第一封装层和第二封装层，所述板体上设置有阵列分布的若干通孔，所述第一封装层和所述第二封装层分别设置于所述板体的相对两侧，以将所述通孔的两端密封，构成密封孔。优选的，所述的图像传感器贴合于所述第一封装层或者所述第二封装层上。优选的，所述密封孔的孔径范围为10～240μm。优选的，所述的第一封装层和第二封装层为光学胶层。优选的，所述的图像传感器包括阵列分布的若干光敏元和辅助电路，所述光敏元与所述密封孔一一对应，所述的光敏元用于将接收到的光信号转换为电信号，所述辅助电路用于传输电信号。上述基于钙钛矿量子点的阵列式紫外线探测器的制备方法，包括：制备胶体状的钙钛矿量子点液体；将胶体状的钙钛矿量子点液体注入到板体上阵列分布的各个通孔中，并将通孔的相对两端密封形成密封孔，其中密封孔的密封端透光且密封孔的侧壁不透光；将板体的一侧作为紫外线辐照侧，另一侧设置图像传感器，用于接收钙钛矿量子点液体在紫外线辐照下产生的探测光。进一步的，将通孔的相对两端密封形成密封孔的方法包括：在所述板体的相对两端分别涂覆光学胶；对光学胶进行固化处理，分别形成第一封装层和第二封装层，所述第一封装层和所述第二封装层分别将通孔的两端密封。本专利技术具备的有益效果是：传统的钙钛矿量子点薄膜易与水、氧气、热和紫外光等接触，导致其的寿命短，而本专利技术中钙钛矿量子点在溶液里，其寿命更长。另外，使用钙钛矿量子点薄膜作为闪烁体的紫外探测器的灵敏度不高，相较之下封装在光纤阵列中的液体钙钛矿量子点可以通过增加闪烁层的厚度提升灵敏度；同时，本专利技术的阵列式紫外线探测器结构通过将闪烁体层进行像素化处理，形成多个独立的探测单元，可以避免可见光相互干扰，在不增加探测器整体面积的前提下，可以吸收更多束紫外线，以提升成像的空间分辨率和灵敏度。附图说明图1是本专利技术实施例中基于钙钛矿量子点的阵列式紫外线探测器的示意图；图中：10-阵列式闪烁体屏，11-板体，12-第一封装层，13-第二封装层，14-通孔，20-图像传感器；图2是在显微镜下观察阵列的图像；图3是在405nm波长的紫外灯照射下，由图像传感器获得的成像结果；图4是光纤阵列的形状结构。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本专利技术的实施方式仅仅是示例性的，并且本专利技术并不限于这些实施方式。本专利技术提出了一种基于钙钛矿量子点的阵列式紫外线探测器，如图1所示，包括阵列式闪烁体屏10和图像传感器20。其中，阵列式闪烁体屏10具有阵列分布的若干密封孔，每个所述密封孔中填充有钙钛矿量子点液体，所述密封孔的密封端透光且所述密封孔的侧壁不透光，在显微镜下观察阵列的图像如图2所示。图像传感器20设置于所述阵列式闪烁体屏10的一端，紫外线30照射阵列式闪烁体屏10的另一端，通过图像传感器20接收钙钛矿量子点液体在紫外线30辐照下产生的可见光。本专利技术的一项具体实施中，阵列式闪烁体屏10包括板体11、第一封装层12和第二封装层13，所述板体11上设置有阵列分布的若干通孔14，所述第一封装层12和所述第二封装层13分别设置于所述板体11的相对两侧，以将所述通孔14的两端密封，构成密封孔。密封孔的孔径范围为10μm～240μm，所述密封孔的高度范围可调。第一封装层12和第二封装层13为光学胶层，可选用OCA光学胶，无色透明。所述图像传感器20贴合于所述第一封装层12或者所述第二封装层13上，其中图1中是以图像传感器20贴合于所述第二封装层13为例进行展示。所述图像传感器20包括阵列分布的若干光敏元和辅助电路，若干所述光敏元与若干所述密封孔一一对应，所述光敏元用于将光信号转换为电信号，所述辅助电路用于传输电信号。其中，图像传感器20可采用CMOS图像传感器或硅基光电二极管。示例性地，上述阵列式紫外线探测器的制备方法包括如下步骤：步骤S10：制备得到胶体状的钙钛矿量子点液体；步骤S20：将胶体状的钙钛矿量子点液体注入到板体上阵列分布的各个通孔中，并将通孔的相对两端密封形成密封孔，其中密封孔的密封端透光且密封孔的侧壁不透光；步骤S30：在板体的一侧设置图像传感器，用于接收钙钛矿量子点液体在紫外线辐照下产生的探测光。具体地，在步骤S10包括如下步骤：步骤S11：将一定比例的碳酸铯(Cs2CO3)、十八烯(ODE)和油酸(2.5mL，OA)一起装入100mL三颈烧瓶中，在120℃下干燥30min去除水汽，然后在保护性惰性气体的氛围下加热至150℃直到所有碳酸铯与油酸反应，制备得到油酸铯溶液。由于油酸铯在室温下从十八烯中析出，在注入前必须预热到120-150℃。步骤S12：将一定比例的十八烯(ODE)和卤化铅(PbX2)，油胺(OLA)和油酸(OA)一起装入25mL三颈烧瓶中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于钙钛矿量子点的阵列式紫外线探测器，其特征在于，包括阵列式闪烁体屏和图像传感器；/n所述的阵列式闪烁体屏具有阵列分布的若干密封孔，每个所述密封孔中填充有钙钛矿量子点液体，所述密封孔的密封端透光且所述密封孔的侧壁不透光；/n所述的图像传感器设置于阵列式闪烁体屏的一端，用于接收钙钛矿量子点液体在紫外线辐照下产生的可见光。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于钙钛矿量子点的阵列式紫外线探测器，其特征在于，包括阵列式闪烁体屏和图像传感器；
所述的阵列式闪烁体屏具有阵列分布的若干密封孔，每个所述密封孔中填充有钙钛矿量子点液体，所述密封孔的密封端透光且所述密封孔的侧壁不透光；
所述的图像传感器设置于阵列式闪烁体屏的一端，用于接收钙钛矿量子点液体在紫外线辐照下产生的可见光。


2.根据权利要求1所述的基于钙钛矿量子点的阵列式紫外线探测器，其特征在于，所述的阵列式闪烁体屏包括板体、第一封装层和第二封装层，所述板体上设置有阵列分布的若干通孔，所述第一封装层和所述第二封装层分别设置于所述板体的相对两侧，以将所述通孔的两端密封，构成密封孔。


3.根据权利要求2所述的基于钙钛矿量子点的阵列式紫外线探测器，其特征在于，所述的图像传感器贴合于所述第一封装层或者所述第二封装层上。


4.根据权利要求1或2所述的基于钙钛矿量子点的阵列式紫外线探测器，其特征在于，所述密封孔的孔径范围为10～240μm。


5.根据权利要求1或2所述的基于钙钛矿量子点的阵列式紫外线探测器，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡明珠，马庆，罗向东，余洋，陈明，杨春雷，韩燕坤，张陈斌，杨佳伟，
申请(专利权)人：江苏度微光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32