【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体先进材料与紫外-可见光-近红外宽谱光电探测，尤其涉及一种非晶氧化镓纳米片、uv-vis-nir宽谱光电探测器及制备方法。
技术介绍
1、紫外-可见-近红外光的宽谱光电探测器在环境监测、光通信和图像传感等领域有着广泛的应用。多种半导体材料，如硫化物、硒化物和碲化物，已被开发为宽谱探测器的光学响应层。然而，由于它们各自的缺陷，如环境不稳定、复杂的制备过程或毒性，它们很难达到出色的整体性能。而宽带隙金属氧化物半导体由于其无毒、低能量损失、高稳定性和成本效益，为光电探测器提供了一个选择。然而，由于其固有带隙大，氧化物半导体在宽谱光电探测中的应用通常会受到有限光吸收的限制。为了克服这一限制，实现高性能的金属氧化物宽带光电探测器，扩大光吸收范围和加速光生载流子的分离是当务之急。
2、因此，提供一种制备工艺简单、无毒、低成本的，且具有宽光谱响应和高效载流子分离的金属氧化物，能够实现具有高的探测率、低的暗电流和快的响应速度的uv-vis-nir宽谱光电探测器具有重要意义。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种非晶氧化镓纳米片、uv-vis-nir宽谱光电探测器及制备方法，该非晶氧化镓纳米片的制备方法具有简单、无毒、低成本的工艺优点；本专利技术的非晶氧化镓纳米片具有宽吸收范围和自旋极化的性质；本专利技术的基于非晶氧化镓纳米片的光电探测器具有宽谱探测范围、高探测率、快速响应速度和低暗电流。
2、本专利技术提供了一种非晶氧化镓纳米片的制备方
3、将乙酰丙酮镓与kno3粉末混合，煅烧，洗涤，得到非晶氧化镓纳米片。
4、优选地，所述乙酰丙酮镓与kno3的质量比为1：(1.5～25)。
5、优选地，所述煅烧的温度为190～260℃；煅烧的氛围为空气；
6、以2～5℃/min的升温速率升温至煅烧所需的温度，保温1～1.5h。
7、本专利技术提供了一种非晶氧化镓纳米片，由上述技术方案所述制备方法制得；
8、所述非晶氧化镓纳米片的尺寸大小为1～2μm，厚度为10～40nm。
9、优选地，所述非晶氧化镓纳米片的四面体中心ga占比比晶体β-ga2o3低；
10、所述非晶氧化镓纳米片的带隙小于晶体β-ga2o3的带隙，并且具有增加的隙态；
11、所述非晶氧化镓纳米片具有拓宽的光吸收范围254～1064nm。
12、本专利技术提供了一种uv-vis-nir的宽谱光电探测器，包括底电极；
13、设置在所述底电极上的光响应层；
14、覆盖在所述光响应层上的顶电极；
15、所述光响应层为上述技术方案所述制备方法制备的非晶氧化镓纳米片或上述技术方案所述的非晶氧化镓纳米片。
16、优选地，所述底电极为p型硅片，p型硅片的厚度为200～500μm，硅片尺寸为(0.4×0.4)cm～(2×2)cm；
17、所述顶电极为石墨烯，厚度为0.340～0.350nm；
18、所述光响应层的厚度为0.020～3μm。
19、优选地，所述宽谱光电探测器具有探测uv-vis-nir 254～1064nm范围光的能力；
20、在正向偏压下具有低至63pa的暗电流；
21、具有快速响应速度：τ上升<30ms,τ下降<50ms。
22、优选地，在非晶氧化镓纳米片与石墨烯和p型硅的接触界面分别形成肖特基结和p-n结；
23、所述肖特基结和p-n结串联成一对背对背的整流结。
24、本专利技术提供了一种上述技术方案所述宽谱光电探测器的制备方法，包括以下步骤：
25、将浓度为2～15mg/ml的非晶氧化镓纳米片的乙醇悬浊液旋涂在底电极上，形成光响应层；
26、将顶电极覆盖在所述光响应层上，得到宽谱光电探测器。
27、本专利技术提供了一种非晶氧化镓纳米片的制备方法，包括以下步骤：将乙酰丙酮镓与kno3粉末混合，煅烧，洗涤，得到非晶氧化镓纳米片。该方法制备的非晶氧化镓纳米片为大小约几个微米，厚度约10-40nm的纳米片。该非晶氧化镓纳米片为具有低占比四面体中心ga的非晶纳米片，该非晶氧化镓纳米片具有宽谱吸收和自旋极化的性能优点。本专利技术将上述非晶氧化镓纳米片与导电硅片和石墨烯组装成具有垂直结构光电探测器，形成了由肖特基结和p-n结串联组成的一对背对背整流结，使其具有较低的暗电流。基于该非晶氧化镓的具有垂直结构的光电探测器表现出优异的uv-vis-nir宽谱光电探测性能。
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1.一种非晶氧化镓纳米片的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乙酰丙酮镓与KNO3的质量比为1：(1.5～25)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为190～260℃；煅烧的氛围为空气；
4.一种非晶氧化镓纳米片，其特征在于，由权利要求1～3任一项所述制备方法制得；
5.根据权利要求4所述的非晶氧化镓纳米片，其特征在于，所述非晶氧化镓纳米片的四面体中心Ga占比比晶体β-Ga2O3低；
6.一种UV-Vis-NIR宽谱光电探测器，包括底电极；
7.根据权利要求6所述的UV-Vis-NIR宽谱光电探测器，其特征在于，所述底电极为P型硅片，P型硅片的厚度为200～500μm，硅片尺寸为(0.4×0.4)cm～(2×2)cm；
8.根据权利要求6所述的UV-Vis-NIR宽谱光电探测器，其特征在于，所述宽谱光电探测器具有探测UV-Vis-NIR 254～1064nm范围光的能力；
9.根据权利要求6所述的UV-Vis-NIR宽
10.一种权利要求6～9任一项所述UV-Vis-NIR宽谱光电探测器的制备方法，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种非晶氧化镓纳米片的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乙酰丙酮镓与kno3的质量比为1：(1.5～25)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为190～260℃；煅烧的氛围为空气；
4.一种非晶氧化镓纳米片，其特征在于，由权利要求1～3任一项所述制备方法制得；
5.根据权利要求4所述的非晶氧化镓纳米片，其特征在于，所述非晶氧化镓纳米片的四面体中心ga占比比晶体β-ga2o3低；
6.一种uv-vis-nir宽谱光电探测器，包括底电极；
7.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪勋，于俊玲，吴耕，杨晴，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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