一种具有宽带红外响应的柔性光电探测器制造技术

本发明专利技术提供一种具有宽带红外响应的柔性光电探测器，属于光电探测技术领域，本发明专利技术的柔性光电探测器包括：衬底、光敏层和电极。其中，衬底为柔性衬底；光敏层设置在所述衬底上，所述光敏层为P型材料和N型材料共混形成的薄膜；电极设置在所述光敏层上；并且，所述P型材料和N型材料中至少有一种材料对红外波段光线具有光电响应。本发明专利技术具有宽带红外响应的柔性光电探测器，通过将P型材料和N型材料在柔性衬底上共混形成复合的光敏层，来弥补单个材料性能上的缺点，从而使柔性光电探测器兼顾了具有良好机械恢复能力和宽红外响应性能，保证柔性光电探测器在多次弯折形变后仍能维持对红外波段光稳定高效的光电响应。波段光稳定高效的光电响应。波段光稳定高效的光电响应。

【技术实现步骤摘要】
一种具有宽带红外响应的柔性光电探测器


[0001]本专利技术涉及光电探测
，具体涉及一种具有宽带红外响应的柔性光电探测器。

技术介绍

[0002]柔性电子学是跨学科研究的热点之一，可以促进后摩尔技术在生物医学、电子皮肤、可穿戴设备等领域的应用。与刚性衬底上的电子器件相比，柔性衬底显示出极具前景的优势，如移动方便、可弯曲、可伸缩、低成本以及无缝的异质集成，这可以为多功能和微型化的下一代电子和光电器件提供多种可能性。例如，超薄柔性电极阵列可以安装在表皮或器官表面上，用于实时监测人体健康，这是传统刚性电子设备无法实现的。因此，迫切需要具有新型功能材料的柔性电子产品，既能满足高性能的要求，又能在反复弯曲、折叠或拉伸下具有良好的稳定性和耐用性。
[0003]故而需要设计一种具有宽带红外响应的柔性光电探测器，能够兼顾良好机械恢复能力和宽带红外响应，从而解决上述问题。

技术实现思路

[0004]鉴于以上现有技术的缺点，本专利技术提供了一种具有宽带红外响应的柔性光电探测器，通过将P型材料和N型材料在柔性衬底上共混形成复合的光敏层，来弥补单个材料性能上的缺点，从而解决现有技术中柔性光电探测器难以兼顾机械恢复能力和宽带红外响应性能的技术问题。
[0005]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术提供一种具有宽带红外响应的柔性光电探测器，该具有宽带红外响应的柔性光电探测器包括：衬底、光敏层和电极。
[0006]其中，衬底为柔性衬底；光敏层设置在所述衬底上，所述光敏层为P型材料和N型材料共混形成的薄膜；电极设置在所述光敏层上；并且，所述P型材料和N型材料中至少有一种材料对红外波段光线具有光电响应。
[0007]在本专利技术一示例中，所述N型材料为过渡金属硫化物，所述P型材料为硫化亚锡；其中，所述过渡金属硫化物中的过渡金属元素为钼、钨、铌、铼、钛中的任意一种或多种，所述过渡金属硫化物中的硫族元素为硫、硒、碲中的任意一种或多种。
[0008]在本专利技术一示例中，所述过渡金属硫化物为二硫化钼。
[0009]在本专利技术一示例中，所述光敏层对波长为470nm至1550nm的光线具有光电响应。
[0010]在本专利技术一示例中，所述光敏层中包括体异质结结构或混合平面体异质结结构，其中，所述体异质结结构或混合平面体异质结结构为P型材料和N型材料电荷转移复合而成。
[0011]在本专利技术一示例中，所述衬底和所述光敏层之间还设有电荷传输层，所述电荷传输层为空穴传输层或电子传输层。
[0012]在本专利技术一示例中，所述电荷传输层和所述衬底之间还设有沟道半导体层。
[0013]在本专利技术一示例中，所述光敏层为所述P型材料和N型材料通过双靶磁控溅射混合沉积在所述衬底上的薄膜。
[0014]在本专利技术一示例中，所述柔性衬底为云母或高分子聚合物PET、PEN、PI、PE、Parylene、PES和PDMS中的至少一种。
[0015]在本专利技术一示例中，所述电极为插指电极、对电极或引线电极。
[0016]本专利技术中具有宽带红外响应的柔性光电探测器，通过将P型材料和N型材料在柔性衬底上共混形成复合的光敏层，来弥补单个材料性能上的缺点，从而使柔性光电探测器兼顾了具有良好机械恢复能力和宽红外响应性能，保证柔性光电探测器在多次弯折形变后仍能维持对红外波段激光稳定高效的光电响应，其在经历多次弯折过中响应红外波段激光生成光电流的强度、响应速度、响应度和探测率均保证稳定且维持在较高水平。所以，本专利技术有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术中具有宽带红外响应的柔性光电探测器的三维器件示意图；
[0019]图2为本专利技术中具有宽带红外响应的柔性光电探测器与一实施例中的结构示意图；
[0020]图3为本专利技术中MoS2/SnS混合薄膜的扫描电镜测试的数据图；
[0021]图4为本专利技术中MoS2/SnS混合薄膜的透射电镜测试的色散谱；
[0022]图5为本专利技术中MoS2/SnS混合薄膜，本征MoS2薄膜和SnS薄膜的光吸收测试结果图；
[0023]图6为本专利技术中MoS2/SnS混合光电探测器在偏压为1V的光照(λ＝473nm，P＝1.2mW)下光电流测试结果示意图；
[0024]图7为本专利技术中MoS2/SnS混合光电探测器在不同入射激光波长(λ＝808nm，980nm，1550nm)下光电流测试结果示意图；
[0025]图8为本征MoS2、本征SnS和MoS2/SnS混合光电探测器在偏压为1V的光照(λ＝808nm，P＝54mW)下的响应时间示意图；
[0026]图9为本专利技术中光敏层为MoS2/SnS混合、本征MoS2和本征SnS光电探测器在偏压为1V的光照(λ＝808nm，P＝54mW)下响应度和比探测率的对比图；
[0027]图10为本专利技术中柔性光电探测器在不同弯曲半径下的光电性能变化图；
[0028]图11为本专利技术中柔性光电探测器在不同弯曲周期下的响应时间对比图；
[0029]图12为本专利技术中柔性光电探测器在不同弯曲周期下的响应度和比探测率的对比图。
[0030]元件标号说明
[0031]1、衬底；2、光敏层；3、电极；4、电荷传输层；5、沟道半导体层。
具体实施方式
[0032]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本专利技术实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本专利技术的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
[0033]须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。
[0034]请参见图1，本专利技术提供了一种具有宽带红外响应的柔性光电探测器，通过将P型材料和N型材料在柔性衬底上共混形成复合的光敏层，来弥补单个材料性能上的缺点，从而解决现有技术中柔性光电探测器难以兼顾机械恢复能力和宽带红外响应性能的技术问题。
[0035]请参见图1，上述具有宽带红外响应的柔性光电探测器包括衬底1、光敏层2和电极3。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有宽带红外响应的柔性光电探测器，其特征在于，包括：衬底，其为柔性衬底；光敏层，其设置在所述衬底上，所述光敏层为P型材料和N型材料共混形成的薄膜；电极，其设置在所述光敏层上；其中，所述P型材料和/或N型材料对红外波段光线具有光电响应。2.根据权利要求1所述具有宽带红外响应的柔性光电探测器，其特征在于，所述N型材料为过渡金属硫化物，所述P型材料为硫化亚锡；其中，所述过渡金属硫化物中的过渡金属元素为钼、钨、铌、铼、钛中的任意一种或多种，所述过渡金属硫化物中的硫族元素为硫、硒、碲中的任意一种或多种。3.根据权利要求2所述具有宽带红外响应的柔性光电探测器，其特征在于，所述过渡金属硫化物为二硫化钼。4.根据权利要求1所述具有宽带红外响应的柔性光电探测器，其特征在于，所述光敏层对波长为470nm至1550nm的光线具有光电响应。5.根据权利要求1所述具有宽带红外响应的柔性光电探测器，其特征在于，所述光敏层中包括体异...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢颖，于昊，魏佳辉，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：