【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三维石墨烯领域，特别是涉及一种光电异质结、制备方法、光电检测装置及应用。
技术介绍
1、光电探测器被广泛应用于光通信、光电子学、卫星遥感与环境监测等领域，而二维石墨烯(2d-graphene)作为一种单层碳原子结构材料，因其非凡的光学、电学和物理特性，被视为可以应用于光电探测器中的一种潜在候选材料。然而，二维石墨烯固有的低光吸收率(2.3％)和短激子寿命，严重阻碍了它们在实际光电中的应用。
2、三维石墨烯作为由二维石墨烯堆叠形成的石墨烯衍生物，虽然其光吸收率相较二维石墨烯而言有所提升，但是提升水平往往十分有限。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对三维石墨烯光吸收率不足的问题，提供一种光电异质结、制备方法、光电检测装置及应用。
2、本专利技术提供的技术方案为：
3、一种光电异质结的制备方法，在硅衬底上制备三维石墨烯层，在所述三维石墨烯层的表面旋涂硫化铅量子点溶液，由硫化铅量子点对三维石墨烯层的表面进行修饰，以使三维石墨烯层转换成改性三维石墨烯层，以获得光电异质结。
4、本专利技术所述硫化铅量子点溶液的浓度为50mg/ml，旋涂速度不低于1500rpm，旋涂时间少于5s。
5、本专利技术旋涂速度为2500rpm。
6、本专利技术所述硅衬底为n型硅片。
7、本专利技术所述三维石墨烯层制备参数为：温度550℃，甲烷体积流量为15sccm，等离子体电源功率为250w。
8、一种光电
9、一种光电异质结在光电检测中的应用。
10、本专利技术检测的波长小于1550nm。
11、一种光电检测装置，包括光源、与所述光源相对设置的光电异质结以及与所述光电异质结电连接的外电路。
12、一种光电检测装置在光学编码中的应用，所述光源数量与所述光电异质结的数量相同并一一对应并有多个，所述光源和对应的所述光电异质结相对设置，所有所述光电异质结串联或并联至所述外电路，至少其中两个所述光源的发射波长不同。
13、本专利技术的有益效果为：
14、硫化铅量子点使得三维石墨烯层的费米能级获得了下降，功函数提升，从而增加了三维石墨烯层和硅衬底之间的势垒，抑制了暗电流，提升了载流子寿命，进而提升光电异质结的光电检测率。
15、改性三维石墨烯层和硅衬底所形成异质结内部的内建电场相较三维石墨烯层和硅衬底所形成异质结内部的内建电场获得了增强，从而提升了其光响应程度。
16、三维石墨烯层表面的多孔结构提供了较多的吸附点以吸附硫化铅量子点。一方面硫化铅量子点采用的是旋涂工艺，并且旋涂过程中硫化铅的量较少，另一方面硫化铅采用量子点进行旋涂，由此最终硫化铅量子点无法在三维石墨烯层表面形成薄膜，仅起到修饰作用，故而改性三维石墨烯层的表面依然维持了良好的多孔结构，且吸光主体依然是改性三维石墨烯层中三维石墨烯层的部分，由此确保了对光较强的吸收效果。
17、容易理解的是，若采用其他工艺将硫化铅转移至三维石墨烯层表面，且转移的硫化铅为非量子点形态，则无法获得本专利技术中的改性三维石墨烯层。因此旋涂操作、旋涂转速、量子点形态以及量子点浓度四者是构成本专利技术光电异质结的不可或缺的组合要素。
18、基于上述理由，本专利技术最终形成的异质结为改性三维石墨烯层和硅衬底，而非硫化铅量子点和三维石墨烯层。
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1.一种光电异质结的制备方法，其特征在于，在硅衬底上制备三维石墨烯层，在所述三维石墨烯层的表面旋涂硫化铅量子点溶液，由硫化铅量子点对三维石墨烯层的表面进行修饰，以使三维石墨烯层转换成改性三维石墨烯层，以获得光电异质结。
2.根据权利要求1所述的光电异质结的制备方法，其特征在于，所述硫化铅量子点溶液的浓度为50mg/mL，旋涂速度不低于1500rpm，旋涂时间少于5s。
3.根据权利要求2所述的光电异质结的制备方法，其特征在于，旋涂速度为2500rpm。
4.根据权利要求1所述的光电异质结的制备方法，其特征在于，所述硅衬底为n型硅片。
5.根据权利要求4所述的光电异质结的制备方法，其特征在于，所述三维石墨烯层制备参数为：温度550℃，甲烷体积流量为15sccm，等离子体电源功率为250W。
6.一种光电异质结，其特征在于，采用如权利要求1-5任一权利要求所述的制备方法制备获得。
7.一种如权利要求6所述的光电异质结在光电检测中的应用。
8.根据权利要求7所述的光电异质结在光电检测中的应用，其特征在于
9.一种光电检测装置，其特征在于，包括光源、与所述光源相对设置的如权利要求6所述的光电异质结以及与所述光电异质结电连接的外电路。
10.一种如权利要求8所述的光电检测装置在光学编码中的应用，其特征在于，所述光源数量与所述光电异质结的数量相同并一一对应并有多个，所述光源和对应的所述光电异质结相对设置，所有所述光电异质结串联或并联至所述外电路，至少其中两个所述光源的发射波长不同。
...【技术特征摘要】
1.一种光电异质结的制备方法，其特征在于，在硅衬底上制备三维石墨烯层，在所述三维石墨烯层的表面旋涂硫化铅量子点溶液，由硫化铅量子点对三维石墨烯层的表面进行修饰，以使三维石墨烯层转换成改性三维石墨烯层，以获得光电异质结。
2.根据权利要求1所述的光电异质结的制备方法，其特征在于，所述硫化铅量子点溶液的浓度为50mg/ml，旋涂速度不低于1500rpm，旋涂时间少于5s。
3.根据权利要求2所述的光电异质结的制备方法，其特征在于，旋涂速度为2500rpm。
4.根据权利要求1所述的光电异质结的制备方法，其特征在于，所述硅衬底为n型硅片。
5.根据权利要求4所述的光电异质结的制备方法，其特征在于，所述三维石墨烯层制备参数为：温度550℃，甲烷体积流量为15sccm...
【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，狄增峰，郑理，许文武，赵子奇，吴慧娟，王冰坤，连山水，张金秋，张珊，张光临，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：
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