基于β-Ga2O3/Au/MAPbBr3三明治结构的紫外-可见光探测器及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于β

【技术实现步骤摘要】
基于
β
‑
Ga2O3/Au/MAPbBr3三明治结构的紫外
‑
可见光探测器及制备方法


[0001]本专利技术涉及光电检测器
，具体涉及一种基于β
‑
Ga2O3/Au/MAPbBr3三明治结构的紫外
‑
可见光探测器及其制备方法。

技术介绍

[0002]光电探测器是能把光信号转换为电信号的器件。目前，光电探测器在国防军事和国民经济的各个领域均有广泛应用。在光电探测器结构中，金属
‑
半导体
‑
金属(MSM)结构因其简单的制备方法和更有效的集光面积而被广泛应用于光电探测器(PD)。然而，MSM类型的探测器因其性能较差，工作效率较低，在实际应用面前仍然是一个艰巨的挑战。
[0003]近年来，有机
‑
无机杂化铅卤钙钛矿(APbX3，A＝甲基铵(MA
+
)，甲脒(FA
+
) 等；X＝Cl
‑
，Br
‑
或I
‑
)在各种光电器件中得到了广泛的应用和快速发展。有机
‑ꢀ
无机杂化钙钛矿材料由于具有量子效率高、吸收系数高、载流子寿命长等优点，被科研人员认为是很有前景的光电材料。其中，钙钛矿材料通过改变X位的卤族元(I，Br，Cl)可以有效的调节材料的吸光范围。然而科研人员在调节钙钛矿材料的吸光范围的同时往往忽视了深紫外(DUV)区域(200
‑
280nm)的光辐射，并且这部分光与国民生活也息息相关。由于深紫外光被大气中的微粒、臭氧、水蒸气等气体强烈吸收，地球表面几乎不存在波长在200～280nm之间的太阳辐射。然而随着环境污染日益严重，臭氧空洞的不断增加，环境中或多或少的存在深紫外光。深紫外光对人眼伤害很大且并很难恢复，并且紫外光属于不可见范围人们也往往忽视对其的防护。除此之外由于深紫外光也可以被应用到包括火焰传感、秘密空空通信、导弹跟踪、臭氧空洞监测和化学/生物分析等领域。因此制备一种高性能且具有自供电效果的紫外
‑
可见光探测器能很好的满足实际应用需要。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于β
‑
Ga2O3/Au/MAPbBr3三明治结构的紫外
‑
可见光探测器的制备方法。
[0005]进一步，本申请还提供一种基于β
‑
Ga2O3/Au/MAPbBr3三明治结构的紫外
‑ꢀ
可见光探测器。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]基于β
‑
Ga2O3/Au/MAPbBr3三明治结构的紫外
‑
可见光探测器的制备方法，包括如下步骤：
[0008]S1、清洗衬底：将衬底切割成预设形状和大小，清洗并吹干后待用；
[0009]S2、制备β
‑
Ga2O3薄膜：通过分子束外延的方法在清洗好的衬底上生长一层β
‑
Ga2O3薄膜；
[0010]S3、制备Au叉指电极：在步骤S2获得的具有β
‑
Ga2O3薄膜的衬底上制备多对Au叉指电极；
[0011]S4、制备MAPbBr3钙钛矿前体溶液：取MABr与PbBr2粉末混合后，加入到DMF与DMSO的混合溶液中，溶解后得到MAPbBr3前体溶液；
[0012]S5、制备光电探测器：对步骤S3获得的具有叉指电极的衬底进行紫外臭氧处理，处理后，将步骤S4获得的MAPbBr3前体溶液旋涂在衬底上，获得β
‑
Ga2O3/Au/MAPbBr3三明治结构的紫外
‑
可见光探测器。
[0013]进一步，所述叉指电极为对称叉指电极。
[0014]进一步，所述衬底为高透双抛蓝宝石衬底。
[0015]进一步，所述步骤S1具体为，
[0016]S11、将高透双抛蓝宝石衬底切割成0.7cm
×
0.7cm大小的正方形；
[0017]S12、将切割好的蓝宝石衬底依次使用丙酮、酒精、去离子水各超声清洗 15min；
[0018]S13、采用高纯氮气将清洗好的衬底吹干。
[0019]进一步，所述步骤S2具体为，
[0020]将清洗好的衬底放入分子束外延系统的生长室中，该分子束外延系统配备臭氧发生器以产生O3，渗出池蒸发液态Ga；通过调节Ga的通量率以及臭氧压力，将衬底加热至700℃，生长时间3小时；制备得到β
‑
Ga2O3薄膜。
[0021]进一步，所述步骤S3具体为，
[0022]S31、在步骤S2获得的具有β
‑
Ga2O3薄膜的衬底上旋涂一层紫外光刻胶，然后将旋涂有紫外光刻胶的衬底置于100℃热盘上退火处理70s，将紫外光刻胶烘干；
[0023]S32、通过湿法光刻将带有12对对称叉指电极的光刻图案经深紫外灯光曝光后转移到旋涂光刻胶的β
‑
Ga2O3薄膜衬底上；
[0024]S33、通过湿法剥离技术将曝光后的β
‑
Ga2O3薄膜衬底浸泡在显影液中显影15s，获取所需要叉指电极图形，再迅速转移到去离子水中以清洗掉残留显影液，然后将处理好的β
‑
Ga2O3薄膜衬底用高纯氮气吹干后待用；
[0025]S34、将光刻好的β
‑
Ga2O3薄膜衬底放置在离子溅射仪中，蒸镀上一层50 nm厚的Au电极；
[0026]S35、将蒸镀好的β
‑
Ga2O3薄膜衬底浸泡在装有丙酮的烧杯中，超声清洗后在β
‑
Ga2O3薄膜衬底上形成所述叉指电极。
[0027]进一步，所述对称叉指电极的指宽均为50μm，两指宽之间的道宽为10 μm，长度为500μm。
[0028]进一步，所述步骤S4具体为，
[0029]取摩尔比为1:1的MABr与PbBr2粉末混合后，加入到1ml DMF与DMSO 的混合溶液中，以获得浓度为1.2M的MAPbBr3前体溶液；将获得的MAPbBr3前体溶液置于温度为60℃的搅拌器上搅拌过夜直至完全溶解。
[0030]进一步，所述步骤S5具体为，
[0031]S51、对步骤S3获得的具有叉指电极的β
‑
Ga2O3薄膜衬底置于紫外臭氧清洗机中处理15min后取出；
[0032]S52、将步骤S4获得的MAPbBr3前体溶液以4000rpm的速度旋涂在具有叉指电极的β
‑
Ga2O3薄膜衬底上，旋涂时间为30s，然后放置在100℃的热盘上处理10分钟，获得β
‑
Ga2O3/Au/MAPbBr3三明治结构的紫外
‑
可见光探测器。
[0033]进一步，本申请还提供一种基于β
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于β
‑
Ga2O3/Au/MAPbBr3三明治结构的紫外
‑
可见光探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、清洗衬底：将衬底切割成预设形状和大小，清洗并吹干后待用；S2、制备β
‑
Ga2O3薄膜：利用分子束外延设备在清洗好的衬底上生长一层β
‑
Ga2O3薄膜；S3、制备Au叉指电极：在步骤S2获得的具有β
‑
Ga2O3薄膜的衬底上制备多对Au叉指电极；S4、制备MAPbBr3钙钛矿前体溶液：取MABr与PbBr2粉末混合后，加入到DMF与DMSO的混合溶液中，溶解后得到MAPbBr3前体溶液；S5、制备光电探测器：对步骤S3获得的具有叉指电极的衬底进行紫外臭氧处理，处理后，将步骤S4获得的MAPbBr3前体溶液旋涂在衬底上，获得β
‑
Ga2O3/Au/MAPbBr3三明治结构的紫外
‑
可见光探测器。2.根据权利要求1所述的基于β
‑
Ga2O3/Au/MAPbBr3三明治结构的紫外
‑
可见光探测器的制备方法，其特征在于，所述叉指电极为对称叉指电极。3.根据权利要求1所述的基于β
‑
Ga2O3/Au/MAPbBr3三明治结构的紫外
‑
可见光探测器的制备方法，其特征在于，所述衬底为高透双抛蓝宝石衬底。4.根据权利要求3所述的基于β
‑
Ga2O3/Au/MAPbBr3三明治结构的紫外
‑
可见光探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体为，S11、将高透双抛蓝宝石衬底切割成0.7cm
×
0.7cm大小的正方形；S12、将切割好的蓝宝石衬底依次使用丙酮、酒精、去离子水各超声清洗15min；S13、采用高纯氮气将清洗好的衬底吹干。5.根据权利要求1所述的基于β
‑
Ga2O3/Au/MAPbBr3三明治结构的紫外
‑
可见光探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体为，将清洗好的衬底放入分子束外延系统的生长室中，该分子束外延系统配备臭氧发生器以产生O3，渗出池蒸发液态Ga；通过调节Ga的通量率以及臭氧压力，将衬底加热至700℃，生长时间3小时；制备得到β
‑
Ga2O3薄膜。6.根据权利要求2所述的基于β
‑
Ga2O3/Au/MAPbBr3三明治结构的紫外
‑
可见光探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤S3具体为，S31、在步骤S2获得的具有β
‑
Ga2O3薄膜的衬底上旋涂一层紫外光刻胶，然后将旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林，公维强，闫珺，
申请(专利权)人：哈尔滨师范大学，
类型：发明
国别省市：