一种胶体量子点薄膜的制备方法及光电探测器技术

本申请提供一种胶体量子点薄膜的制备方法及光电探测器，包括：根据胶体量子点的尺寸大小确定碘离子和溴离子的混合比例；按照所述混合比例配置碘离子和溴离子的混合粉末，根据混合粉末配置卤素配体溶液；将卤素配体溶液和初始量子点溶液混合进行液相配体交换，得到配体交换溶液；对所述配体交换溶液进行处理，得到目标量子点溶液；将目标量子点溶液旋涂到目标物上，形成胶体量子点薄膜。在本申请中，可以根据胶体量子点的尺寸大小确定碘离子和溴离子的混合比例，通过更高浓度的溴离子对晶面进行钝化，降低暗电流，降低散粒噪声，提高整个探测器件的探测性能。测器件的探测性能。测器件的探测性能。

【技术实现步骤摘要】
一种胶体量子点薄膜的制备方法及光电探测器


[0001]本申请涉及半导体领域，具体为一种胶体量子点薄膜的制备方法及光电探测器。

技术介绍

[0002]量子点是一种三维受限的纳米材料，通过调整量子点的尺寸可以实现不同带隙的量子点，从而实现改变量子点的第一激子吸收峰，探测不同波段光谱的目的。
[0003]硫化铅胶体量子点是一种新型的短波红外材料，其表面结构与尺寸相关。当硫化铅量子点尺寸较小(带隙大于1.24eV)的时候，硫化铅量子点表面以裸露的晶面(111)为主，随着硫化铅量子点尺寸逐渐增大，量子点表面逐渐出现晶面(100)，不同于晶面(111)全是铅原子，晶面(100)是铅原子与硫原子交替排列的结构。
[0004]硫化铅量子点表面的缺陷钝化是目前研究的热点，缺陷过多的量子点薄膜会降低少数载流子寿命，导致制备的探测器件有过大的暗电流，增大散粒噪声、降低整个探测器件的探测性能。因此钝化硫化铅量子点表面缺陷对于提升探测性能至关重要。
[0005]目前钝化硫化铅胶体量子点的方法是采用高浓度碘离子搭配低浓度溴离子的混合卤素配体钝化方案。随着量子点尺寸的增大，晶面(100)在体表面积中所占的比例逐渐增加，但是在溶液中高浓度的碘离子难以充分吸附在晶面(100)，导致晶面(100)缺陷钝化较差，最后制备的薄膜中存在大量的缺陷，产生较大的暗电流，影响了器件的探测性能。
[0006]鉴于此，克服该现有技术产品所存在的不足是本
亟待解决的问题。

技术实现思路

[0007]本申请主要解决的技术问题是提供一种胶体量子点薄膜的制备方法及光电探测器，可以根据胶体量子点的尺寸大小确定碘离子和溴离子的混合比例，通过更高浓度的溴离子对大尺寸量子点的(100)晶面进行钝化，减小缺陷态密度，提高了载流子寿命，从而降低暗电流，降低散粒噪声。
[0008]为解决前述的问题，本实施例提供了一种胶体量子点薄膜的制备方法包括：
[0009]根据胶体量子点的尺寸大小确定碘离子和溴离子的混合比例；
[0010]按照所述混合比例配置碘离子和溴离子的混合粉末，根据混合粉末配置卤素配体溶液；
[0011]将卤素配体溶液和初始量子点溶液混合进行液相配体交换，得到配体交换溶液；
[0012]对所述配体交换溶液进行处理，得到目标量子点溶液；
[0013]将目标量子点溶液旋涂到目标物上，形成胶体量子点薄膜。
[0014]进一步地，碘离子浓度为0.266mmol/ml，溴离子的浓度为0.116mmol/ml。
[0015]进一步地，所述按照所述混合比例配置碘离子和溴离子的混合粉末，根据混合粉末配置卤素配体溶液包括：
[0016]将碘离子和溴离子的混合粉末溶解在预设的溶剂中，得到卤素配体溶液。
[0017]进一步地，所述预设的溶剂为氮
‑
氮二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、丁醇以及丙酮中的
至少一种。
[0018]进一步地，所述初始量子点溶液为硫化铅量子点溶液。
[0019]进一步地，通过硫化铅量子点配置硫化铅量子点溶液，硫化铅量子点包括若干PbS颗粒，PbS量子点的平均粒径优选为4nm～15nm。
[0020]进一步地，PbS量子点的带隙为
[0021]进一步地，所述初始量子点溶液中包含两种吸收峰不同的胶体量子点。
[0022]为解决前述的问题，本实施例提供了另一种光电探测器，所述光电探测器包括电子传输层、空穴传输层和胶体量子点薄膜，所述胶体量子点薄膜位于所述电子传输层和空穴传输层之间，所述胶体量子点薄膜按照本申请所述的制备方法制备而成。
[0023]进一步地，所述光电探测器为顶入射结构或所述光电探测器为底入射结构。
[0024]本申请的有益效果是：本申请提供一种胶体量子点薄膜的制备方法及光电探测器，包括：对大尺寸的量子点采用更高浓度的溴离子；按照所述混合比例配置碘离子和溴离子的混合粉末，根据混合粉末配置卤素配体溶液；将卤素配体溶液和初始量子点溶液混合进行液相配体交换，得到配体交换溶液；对所述配体交换溶液进行处理，得到目标量子点溶液；将目标量子点溶液旋涂到目标物上，形成胶体量子点薄膜。在本申请中，可以根据胶体量子点的尺寸大小确定碘离子和溴离子的混合比例，对于大尺寸量子点，使用更高浓度的溴离子对晶面(100)进行钝化，降低了缺陷态密度，提高了载流子寿命，从而降低暗电流，降低散粒噪声，提高整个探测器件的探测性能。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
[0026]图1是本申请实施例提供一种胶体量子点薄膜的制备方法的流程示意图；
[0027]图2是本申请实施例提供的优选的方法制备的器件与原本方法制备的器件的暗电流对比；
[0028]图3是本申请实施例提供的优选的方法制备的薄膜与原本方法制备的薄膜的缺陷态分布对比；
[0029]图4是本申请实施例提供的优选的方法制备的薄膜与原本方法制备的薄膜的光致荧光图像对比；
[0030]图5是本申请实施例提供的优选的方法制备的器件的噪声密度谱。
具体实施方式
[0031]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0032]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、
“
厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0033]在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胶体量子点薄膜的制备方法，其特征在于，包括：根据胶体量子点的尺寸大小确定碘离子和溴离子的混合比例；按照所述混合比例配置碘离子和溴离子的混合粉末，根据混合粉末配置卤素配体溶液；将卤素配体溶液和初始量子点溶液混合进行液相配体交换，得到配体交换溶液；对所述配体交换溶液进行处理，得到目标量子点溶液；将目标量子点溶液旋涂到目标物上，形成胶体量子点薄膜。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，碘离子浓度为0.266mmol/ml，溴离子的浓度为0.116mmol/ml。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述按照所述混合比例配置碘离子和溴离子的混合粉末，根据混合粉末配置卤素配体溶液包括：将碘离子和溴离子的混合粉末溶解在预设的溶剂中，得到卤素配体溶液。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述预设的溶剂为氮
‑
氮二甲基甲酰胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：高亮，杨骏睿，鲁帅成，唐江，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：