基于量子点的红外器件及其制备方法技术

本公开实施例涉及一种基于量子点的红外器件及其制备方法，包括：基底；反射结构，设置在基底的一侧，用于基于调整各层的厚度以控制反射的波长范围；谐振腔，设置在反射结构背离基底的一侧，用于基于调整其厚度以放大预设波长的光；偏振结构，设置在谐振腔内，用于对光形成偏振；量子点红外探测结构，设置在谐振腔背离反射结构的一侧，用于基于垂直耦合的结构响应红外光并输出对应的电信号。基于此，本公开实施例通过将基底、反射结构、谐振腔、偏振结构以及量子点红外探测结构耦合设置，形成基于量子点的红外器件；在此基础上，通过使用量子点红外探测结构，克服了红外器件中晶格错位和应用成本高等问题。用成本高等问题。用成本高等问题。

【技术实现步骤摘要】
基于量子点的红外器件及其制备方法


[0001]本公开涉及光电器件
，尤其涉及一种基于量子点的红外器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]在红外探测领域，现有红外探测器通常与光学谐振腔等器件结合，以实现对光谱的选择性探测，且随着对偏振需求的不断增加，将金属线栅偏振器与红外探测器等器件在像素级上进行直接耦合的趋势已经出现。
[0003]然而，基于现有红外探测器的制备材料通常为外延半导体，使其与以上器件结合时通常会存在晶格错位和应用成本高等问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种基于量子点的红外器件及其制备方法。
[0005]本公开提供了一种基于量子点的红外器件，包括：
[0006]基底；
[0007]反射结构，设置在所述基底的一侧，用于基于调整各层的厚度以控制反射的波长范围；
[0008]谐振腔，设置在所述反射结构背离所述基底的一侧，用于基于调整其厚度以放大预设波长的光；
[0009]偏振结构，设置在所述谐振腔内，用于对光形成偏振；
[0010]量子点红外探测结构，设置在所述谐振腔背离所述反射结构的一侧，用于基于垂直耦合的结构响应红外光并输出对应的电信号。
[0011]可选地，所述量子点红外探测结构包括：
[0012]沿垂直于所述基底所在平面的方向依次层叠设置的第一电极、量子点层以及第二电极。
[0013]可选地，所述反射结构为布拉格反射镜；
[0014]所述布拉格反射镜包括沿垂直于所述基底所在平面的方向交替设置的硅层和二氧化硅层；
[0015]其中，接触所述基底的层结构为所述硅层。
[0016]可选地，所述谐振腔为光学谐振腔；
[0017]所述光学谐振腔包括二氧化硅腔体，所述二氧化硅腔体的厚度对应预放大的光。
[0018]可选地，所述偏振结构为亚波长金属线栅；
[0019]所述亚波长金属线栅的周期为0.6um～1.0um，占空比为0.4～0.6。
[0020]本公开还提供了一种基于量子点的红外器件的制备方法，用于制备以上任一种所述的红外器件；所述方法包括：
[0021]提供基底；
[0022]在所述基底的一侧形成反射结构；
[0023]在所述反射结构背离所述基底的一侧形成谐振腔；
[0024]在所述谐振腔内形成偏振结构；
[0025]在所述谐振腔背离所述反射结构的一侧形成量子点红外探测结构。
[0026]可选地，所述形成量子点红外探测器包括：
[0027]形成第一电极；
[0028]在所述第一电极的一侧形成量子点层；
[0029]在所述量子点层背离所述第一电极的一侧形成第二电极。
[0030]可选地，所述形成量子点层包括：
[0031]提供量子点合成的材料；所述量子点合成的材料包括氯化汞、油胺、四氯乙烯、十二硫醇、三正辛基磷以及碲粉；
[0032]基于所述碲粉和三正辛基磷形成第一溶液；
[0033]在保护气体环境下，将氯化汞和油胺进行反应得到第二溶液；
[0034]将十二硫醇、四氯乙烯和三正辛基磷混合并冷却保存得到第三溶液；
[0035]基于第一预设温度，将所述第一溶液注入所述第二溶液中反应持续第一预设时间，反应结束后加入所述第三溶液冷却，得到对应于短波量子点的第四溶液；
[0036]基于第二预设温度，将所述第一溶液注入所述第二溶液中反应持续第二预设时间，反应结束后加入所述第三溶液冷却，得到对应于中波量子点的第五溶液；
[0037]基于所述第四溶液和所述第五溶液制备成膜。
[0038]可选地，所述形成第一电极包括：
[0039]基于蒸镀或溅射中的至少一种方式，形成氧化铟锡层。
[0040]可选地，所述形成第二电极包括：
[0041]基于蒸镀或溅射中的至少一种方式，在所述量子点层背离所述第一电极的一侧形成金层。
[0042]本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0043]本公开实施例提供的基于量子点的红外器件，包括：基底；反射结构，设置在基底的一侧，用于基于调整各层的厚度以控制反射的波长范围；谐振腔，设置在反射结构背离基底的一侧，用于基于调整其厚度以放大预设波长的光；偏振结构，设置在谐振腔内，用于对光形成偏振；量子点红外探测结构，设置在谐振腔背离反射结构的一侧，用于基于垂直耦合的结构响应红外光并输出对应的电信号。基于此，本公开实施例通过将基底、反射结构、谐振腔、偏振结构以及量子点红外探测结构耦合设置，形成基于量子点的红外器件；在此基础上，通过使用量子点红外探测结构，克服了红外器件中晶格错位和应用成本高等问题。
附图说明
[0044]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0045]为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而
言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0046]图1为本公开实施例提供的一种基于量子点的红外器件的结构示意图；
[0047]图2为本公开实施例提供的一种量子点红外探测结构的结构示意图；
[0048]图3为本公开实施例提供的另一种基于量子点的红外器件的结构示意图；
[0049]图4为本公开实施例提供的一种量子点层吸收光谱示意图；
[0050]图5为本公开实施例提供的一种短波红外器件随谐振腔厚度改变的吸收曲线示意图；
[0051]图6为本公开实施例提供的一种中波红外器件随谐振腔厚度改变的吸收曲线示意图；
[0052]图7为本公开实施例提供的一种红外器件随偏振角度改变的吸收示意图；
[0053]图8为本公开实施例提供的一种基于量子点的红外器件的制备方法的流程示意图；
[0054]图9为本公开实施例提供的一种形成量子点层的流程示意图。
[0055]其中，110、基底；111、反射结构；112、谐振腔；113、偏振结构；114、量子点红外探测结构；01、第一电极；02、量子点层；03、第二电极；04、硅层；05、二氧化硅层。
具体实施方式
[0056]为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0057]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0058]首先，结合相关背景，以及针对此进行改进而提出的本公开实施例的方案进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于量子点的红外器件，其特征在于，包括：基底；反射结构，设置在所述基底的一侧，用于基于调整各层的厚度以控制反射的波长范围；谐振腔，设置在所述反射结构背离所述基底的一侧，用于基于调整其厚度以放大预设波长的光；偏振结构，设置在所述谐振腔内，用于对光形成偏振；量子点红外探测结构，设置在所述谐振腔背离所述反射结构的一侧，用于基于垂直耦合的结构响应红外光并输出对应的电信号。2.根据权利要求1所述的红外器件，其特征在于，所述量子点红外探测结构包括：沿垂直于所述基底所在平面的方向依次层叠设置的第一电极、量子点层以及第二电极。3.根据权利要求1所述的红外器件，其特征在于，所述反射结构为布拉格反射镜；所述布拉格反射镜包括沿垂直于所述基底所在平面的方向交替设置的硅层和二氧化硅层；其中，接触所述基底的层结构为所述硅层。4.根据权利要求1所述的红外器件，其特征在于，所述谐振腔为光学谐振腔；所述光学谐振腔包括二氧化硅腔体，所述二氧化硅腔体的厚度对应预放大的光。5.根据权利要求1所述的红外器件，其特征在于，所述偏振结构为亚波长金属线栅；所述亚波长金属线栅的周期为0.6um～1.0um，占空比为0.4～0.6。6.一种基于量子点的红外器件的制备方法，用于制备权利要求1
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5任一项所述的红外器件；所述方法包括：提供基底；在所述基底的一侧形成反射结构；在所述反射结构背离所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雁飞，赵鹏飞，唐鑫，
申请(专利权)人：中芯热成科技北京有限责任公司，
类型：发明
国别省市：