综合铁电极化和等离子体共振效应的光电探测器及制备方法技术

本发明专利技术提出一种综合铁电极化和等离子体共振效应的光电探测器及制备方法，所述光电探测器包括自下而上依次设置的导电衬底层、铁电材料层、非贵金属等离子体层以及顶电极层。本发明专利技术采用与Bi

【技术实现步骤摘要】
综合铁电极化和等离子体共振效应的光电探测器及制备方法


[0001]本专利技术涉及光电信息
，特别涉及一种综合铁电极化和等离子体共振效应的光电探测器及制备方法。

技术介绍

[0002]将光信号转换为电信号的光电探测器是现代电子工业核心元器件之一，在健康、工业和科学领域都有着重要应用，具体包括医学、空间探索、环境监测、天文学以及安全通信等领域。然而，目前所报道的光电探测器件大部分都需要有外加电源的存在才能够开启工作，这无疑制约着光电器件需要往便携、节能以及小型化的方向发展。
[0003]铁电材料因具有非中心对称晶体结构，具有高自发铁电极化强度可以形成内建电场。其中，铋层状钙钛矿结构Bi4Ti3O
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是一类在室温或室温以上同时表现出铁电性和铁磁性的单相多铁材料，其层状堆叠的结合方式使其晶格易于在堆叠方向发生变形，为其自身内建电场的调控与光电转换效率的提升带来可能。然而，Bi4Ti3O
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也存在着剩余极化小、矫顽场大以及高温介电损耗高等缺点，使其应用受到一定的限制。为了提高其性能，掺杂取代是Bi4T本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合铁电极化和等离子体共振效应的光电探测器，其特征在于，所述光电探测器包括自下而上依次设置的导电衬底层(1)、铁电材料层(2)、非贵金属等离子体层(3)以及顶电极层(4)；所述导电衬底层(1)由镀Pt的硅衬底构成；所述铁电材料层(2)由稀土元素Nd掺杂铁电Bi4Ti3O
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纳米纤维构成，用于通过A位离子掺杂与维度调控，以增强Bi4Ti3O
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的铁电极化能力，并通过电场调控铁电极化方向；所述非贵金属等离子体层(3)由纳米片自组装Bi金属微球阵列构成，用于产生类贵金属等离子体共振效应，以增强铁电层光吸收并降低器件制备成本；所述顶电极层(4)由镀Au电极构成。2.根据权利要求1所述的综合铁电极化和等离子体共振效应的光电探测器，其特征在于，在所述导电衬底层(1)中，镀Pt对应的Pt层厚度范围为300～500nm。3.根据权利要求1所述的综合铁电极化和等离子体共振效应的光电探测器，其特征在于，在所述铁电材料层(2)中，Nd的掺杂量占比Bi含量的比值范围为1～8mol％，Nd掺杂Bi4Ti3O
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纳米纤维的直径范围为50～200nm，厚度范围为200～1500nm，铁电极化能力30～80μC/cm2。4.根据权利要求1所述的综合铁电极化和等离子体共振效应的光电探测器，其特征在于，在所述非贵金属等离子体层(3)中，纳米片自组装Bi金属微球中，纳米片的厚度范围为5～20nm，金属微球的直径范围为200～800nm。5.根据权利要求1所述的综合铁电极化和等离子体共振效应的光电探测器，其特征在于，在所述顶电极层(4)中，Au层厚度范围为300～500nm。6.一种综合铁电极化和等离子体共振效应的光电探测器的制备方法，其特征在于，用于制备如上述权利要求1至5中任意一项所述的综合铁电极化和等离子体共振效应的光电探测器，所述方法包括如下步骤：步骤S1、导电衬底层的制备：采用磁控溅射在硅衬底上沉积Pt层，其中Pt靶纯度为99.99％；步骤S2、铁电材料层的制备：采用溶胶
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凝胶法、静电纺丝法以及高温煅烧法，在步骤S1中制备得到的导电衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：游道通，彭浚峰，刘磊，任智聪，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：