内嵌量子点的钙钛矿材料、制备方法及应用、晶体管及制备方法技术

本发明专利技术属于光电子技术领域，具体涉及一种内嵌量子点的钙钛矿材料、制备方法及应用、晶体管及制备方法。内嵌量子点的钙钛矿材料的制备方法包括，形成种子层；所述种子层包括由第一前驱体的颗粒组成的孤岛层以及位于孤岛层内的量子点；将种子层置于钙钛矿的前驱体溶液中，第一前驱体与钙钛矿的前驱体发生反应，形成内嵌量子点的钙钛矿材料。本发明专利技术制备得到的内嵌量子点的钙钛矿材料可用于制备具有内场增益的光电晶体管器件，在偏振光相位选择方面具有突出性能。具有突出性能。具有突出性能。

【技术实现步骤摘要】
内嵌量子点的钙钛矿材料、制备方法及应用、晶体管及制备方法


[0001]本专利技术属于光电子
，具体涉及一种内嵌量子点的钙钛矿材料、制备方法及应用、晶体管及制备方法。

技术介绍

[0002]当前，偏振红外成像已经在军事、医疗、工业检测等领域内展现了极大的应用潜力；军事领域可以通过偏振红外成像寻找伪装涂料后的非金属目标；医疗领域内可以进行癌细胞、正常细胞以及对应组织的判别；工业检测则是通过红外偏振成像寻找缺陷。近年来，晶体管结构的光电探测器日益成为红外光电探测领域的核心半导体部件。目前，基于各向异性的二维纳米碎片材料的光电探测器展现出了较为优越的偏振光选择特性(Ref:H.Kim et al.,"Actively variable
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spectrum optoelectronics with black phosphorus,"Nature,vol.596,no.7871,pp.232
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237,Aug 2021.)。尽管这些器件在近红外的偏振探测展现了较好的偏振角选择性，但是在近红外波段的偏振选择存在着光电探测度不够明显的缺陷，导致外围电路的设计难度增加以及光电效应的削弱，抑制了偏振探测器的进一步的应用。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术的不足，本专利技术提供一种内嵌量子点的钙钛矿材料、制备方法及应用，并进一步提供了包含内嵌量子点的钙钛矿材料的晶体管及制备方法，晶体管在偏振光相位选择方面具有突出性能，解决了红外信号进过溶液后光信号减弱的缺陷，能够用于溶液的成分及浓度的检测。
[0004]为解决现有技术的不足，本专利技术提供的技术方案为：
[0005]一种内嵌量子点的钙钛矿材料的制备方法，包括，
[0006]形成种子层；所述种子层包括由第一前驱体的颗粒组成的孤岛层以及位于所述孤岛层内的量子点；
[0007]将种子层置于钙钛矿的前驱体溶液中，第一前驱体与钙钛矿的前驱体发生反应，形成内嵌量子点的钙钛矿材料。
[0008]优选的，所述形成种子层，包括，
[0009]通过溅射、化学气相沉积或蒸镀形成由第一前驱体的颗粒组成的孤岛层；
[0010]通过溅射、化学气相沉积或蒸镀在孤岛层内形成量子点。
[0011]优选的，所述第一前驱体为氧化铅；所述量子点为硒化铅量子点；所述钙钛矿的前驱体溶液为甲基碘化铵溶液。
[0012]优选的，通过磁控溅射形成所述种子层，包括，
[0013]溅射功率为30W，时间30s，氩气压强1Pa，通过磁控溅射氧化铅靶材形成氧化铅颗粒组成的孤岛层；
[0014]溅射功率为10W，时间10s，氩气压强0.2Pa，通过磁控溅射硒化铅靶材在孤岛层内形成硒化铅量子点。
[0015]优选的，所述孤岛层的厚度不超过2nm；所述量子点的厚度不超过1nm。
[0016]优选的，所述将种子层置于钙钛矿的前驱体溶液中，第一前驱体与钙钛矿的前驱体发生反应，形成内嵌量子点的钙钛矿材料，包括，
[0017]将种子层置于钙钛矿的前驱体溶液中，第一前驱体与钙钛矿的前驱体在45℃下反应20分钟、在64℃反应5分钟、在80℃反应10分钟，得到内嵌量子点的钙钛矿材料。
[0018]一种内嵌量子点的钙钛矿材料，由前述的内嵌量子点的钙钛矿材料的制备方法制备而成。
[0019]前述的内嵌量子点的钙钛矿材料在制备半导体器件中的应用。
[0020]一种晶体管的制备方法，包括，
[0021]S1:在基底上制备删电极层；
[0022]S2:在所述删电极层上制备绝缘层；
[0023]S3:采用前述的内嵌量子点的钙钛矿材料的制备方法在所述绝缘层表面制备内嵌量子点的钙钛矿膜层；
[0024]S4:在所述内嵌量子点的钙钛矿膜层表面制备相互间隔的源电极和漏电极。
[0025]一种晶体管，包括删电极层、位于所述删电极层表面的绝缘层、位于所述绝缘层表面的内嵌量子点的钙钛矿膜层以及位于所述内嵌量子点的钙钛矿膜层表面的相互间隔的源电极和漏电极；内嵌量子点的钙钛矿膜层由前述的内嵌量子点的钙钛矿材料的制备方法制备而成。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027]本专利技术通过共溅射的方式溅射硒化铅和氧化铅双组份，在基底上沉积硒化铅量子点以及氧化铅孤岛层，通过溶液生长及二次覆盖，实现量子点内嵌式的钙钛矿材料，形成内嵌式场发射晶体构建，能制备具有内场增益的光电晶体管器件，在偏振光相位选择方面具有突出性能。
[0028]本专利技术进一步构建晶体管，组成红外偏振选择性良好的光电晶体管，解决了不同偏振光选择增益的困境，解决了红外信号通过溶液后光信号减弱的缺陷，能够用于溶液的成分及浓度的检测，如医院输液药品的成分、浓度检测，电子烟油的浓度检测等方面。
[0029]本专利技术构建的晶体管，通过调整内嵌电场的电压调节，实现多波段的光电偏振信号选择，在医疗中的细胞组织检测方面具有较为突出的前景。
[0030]本专利技术提供的内场增益的晶体管，通过多波段红外偏振成像可实现工业缺陷检测，有利于高精度工业构件的缺陷检测。
附图说明
[0031]图1为本专利技术提供的晶体管的结构示意图；
[0032]图2为本专利技术提供的内嵌量子点的钙钛矿材料的透射电镜图；
[0033]图3为实施例1中的晶体管截面的扫描电子显微镜图；
[0034]图4为实施例1中晶体管的电学特性示意图；
[0035]图5为实施例1中晶体管偏振光选择的光电选择示意图；
[0036]其中，1为基底；2为删电极层；3为绝缘层；4为内嵌量子点的钙钛矿膜层；5为源电极；6为漏电极。
具体实施方式
[0037]下面结合实施方式对本专利技术作进一步描述。以下实施方式仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0038]本专利技术实施例提供一种内嵌量子点的钙钛矿材料的制备方法，包括，
[0039]阶段1：在基底或衬底表面形成种子层：种子层包括由第一前驱体的颗粒组成的孤岛层以及位于孤岛层内的量子点。
[0040]步骤1：通过溅射、化学气相沉积、蒸镀等薄膜沉积工艺制备厚度不超过2nm的由第一前驱体的颗粒组成的孤岛层；
[0041]步骤2：通过溅射、化学气相沉积、蒸镀等薄膜沉积工艺在孤岛层内形成量子点，量子点层的厚度不超过1nm。
[0042]第一前驱体材质需满足能与钙钛矿的前驱体发生反应生成钙钛矿材料，如氧化铅、硫化铅，优选氧化铅。当采用磁控溅射氧化铅靶材制备氧化铅颗粒组成的孤岛层时，条件为溅射功率30W，时间30s，氩气压强1Pa。
[0043]量子点的材质需具备一定的惰性，不与第一前驱体、钙钛矿的前驱体发生反应，在第一前驱体与钙钛矿的前驱体发生反应时维持不变。量子点的材质可选硒化铅。当采用磁控溅射硒化铅靶材制备硒化铅量子点时，条件为溅射功率为10W，时间10s，氩气压强0.2Pa。
[0044本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内嵌量子点的钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，包括，形成种子层；所述种子层包括由第一前驱体的颗粒组成的孤岛层以及位于所述孤岛层内的量子点；将种子层置于钙钛矿的前驱体溶液中，第一前驱体与钙钛矿的前驱体发生反应，形成内嵌量子点的钙钛矿材料。2.根据权利要求1所述的一种内嵌量子点的钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述形成种子层，包括，通过溅射、化学气相沉积或蒸镀形成由第一前驱体的颗粒组成的孤岛层；通过溅射、化学气相沉积或蒸镀在孤岛层内形成量子点。3.根据权利要求2所述的一种内嵌量子点的钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述第一前驱体为氧化铅；所述量子点为硒化铅量子点；所述钙钛矿的前驱体溶液为甲基碘化铵溶液。4.根据权利要求3所述的一种内嵌量子点的钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，通过磁控溅射形成所述种子层，包括，溅射功率为30W，时间30s，氩气压强1Pa，通过磁控溅射氧化铅靶材形成氧化铅颗粒组成的孤岛层；溅射功率为10W，时间10s，氩气压强0.2Pa，通过磁控溅射硒化铅靶材在孤岛层内形成硒化铅量子点。5.根据权利要求2所述的一种内嵌量子点的钙钛矿材料的制备方法，其特征在于，所述孤岛层的厚度不超过2nm；所述量子点的厚度不超过1nm。6.根据权利要求1所述的一种内嵌量子点的钙钛矿材料的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶治，滕龙，雷春，陶冶，刘向，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：