【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于透明导电薄膜制备，具体涉及一种bi2se3薄膜及其应用。
技术介绍
1、红外透明导电薄膜由于兼具优异的红外透射性和强电磁屏蔽能力，而被广泛应用于军事和民用红外探测器中，如：抗干扰红外导弹头，高灵敏红外瓦斯/co检测仪等。
2、bi2se3(硒化铋)三维拓扑绝缘体材料具有绝缘体带隙的体态和无带隙的表面态，而且，表面态因为受到时间反转对称性的保护，所以能够稳定地存在。因此，它对外表现为表面导电，而内部为绝缘。由于它具有独特的表面态和输运性质，所以可被应用在自旋电子器件、高频器件及量子计算等众多领域中。但是尚未有人研究它的红外透明导电特性。
3、传统的宽带隙氧化物透明导电薄膜只能透射可见光和近红外光，对中、远红外波段的透射率较低。现有常用的掺杂氧化物中远红外透明导电薄膜则存在高透射率与低电导率的固有矛盾。而bi2se3三维拓扑绝缘体的基本特征是在其表面态的布里渊区中有四个时间反演对称点，在这些点上会出现克拉默斯(kramers)简并现象，从而形成狄拉克锥(diraccone)。狄拉克锥的顶点称为狄拉克点，该顶点附近的能量与动量之间的色散关系呈线性(而非二次函数)关系。由于自旋—耦合效应，该表面态的自旋方向始终垂直于动量的方向，从而使电子以类似光子的速度在表面上低损耗(或者无损耗)地传播(表面迁移率μs≈6000cm2/v·s)，其内部则为绝缘体状态。因此，bi2se3三维拓扑绝缘体满足中远红外透明导电薄膜高迁移率的要求。
4、为了突破现有的中远红外透明导电薄膜导电性和宽波段透明性无法兼
技术实现思路
1、本专利技术针对现有中远红外透明导电薄膜导电性和宽波段透明性无法兼顾的技术问题，目的在于提供一种宽波段高透射率且具有良好导电性能的bi2se3薄膜及其应用。
2、本专利技术的一种bi2se3薄膜，所述bi2se3薄膜中se的空位缺陷密度为1×104～1×108cm-3。
3、较佳地是，所述bi2se3薄膜的相对致密度为85～98％、结晶度为92～99％。
4、较佳地是，所述bi2se3薄膜为高度c轴择优取向生长的单晶薄膜，3～9μm中远红外波段透射率为85～95％，室温下表面电阻率为1.87×10-4～2.6×10-5ω·cm。
5、较佳地是，所述bi2se3薄膜采用如下方法制备得到，所述方法包括：在真空、高温及通入氢气下，将高纯铋源和高纯硒源等离子体化学气相沉积至洁净衬底上得到bi2se3薄膜粗品。
6、较佳地是，所述等离子体化学气相沉积的温度为150～300℃。
7、较佳地是，所述等离子体化学气相沉积的射频功率为150～300w、脉冲频率为15～25khz、压强为30～70pa、沉积时间为20～60min。
8、较佳地是，所述方法还包括：在所述等离子体化学气相沉积之后，将bi2se3薄膜粗品在惰性气体下进行退火处理，然后自然冷却得到bi2se3薄膜。
9、一种上述任一项中的bi2se3薄膜作为宽波段红外透明导电薄膜的应用。
10、较佳地是，所述bi2se3薄膜作为宽波段红外透明导电薄膜在制作红外探测器中的应用。
11、较佳地是，所述bi2se3薄膜作为宽波段红外透明导电薄膜在制作二极管器件中的应用。
12、本专利技术的积极进步效果在于：
13、本专利技术所提供的bi2se3薄膜相比于现有的其他制备技术制备的bi2se3薄膜，薄膜中se的空位缺陷密度更低，bi2se3薄膜的结晶质量得到了保证。同时，该bi2se3薄膜相比于现有的其他红外透明导电薄膜，具有更高的结晶度、更高的红外透射率、更宽的红外波普透射范围和更低的电阻率。因此，将本专利技术中的bi2se3薄膜作为宽波段红外透明导电薄膜应用，兼顾了导电性和宽波段透明性，成功克服了现有宽波段透明导电薄膜存在的高透射率与低电导率之间的固有矛盾，有望应用于各种民用和军事红外探测器中。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种Bi2Se3薄膜，其特征在于所述Bi2Se3薄膜中Se的空位缺陷密度为1×104～1×108cm-3。
2.如权利要求1所述的Bi2Se3薄膜，其特征在于所述Bi2Se3薄膜的相对致密度为85～98％、结晶度为92～99％。
3.如权利要求1所述的Bi2Se3薄膜，其特征在于所述Bi2Se3薄膜为高度c轴择优取向生长的单晶薄膜，3～9μm中远红外波段透射率为85～95％，室温下表面电阻率为1.87×10-4～2.6×10-5Ω·cm。
4.如权利要求1所述的Bi2Se3薄膜，其特征在于所述Bi2Se3薄膜采用如下方法制备得到，所述方法包括：在真空、高温及通入氢气下，将高纯铋源和高纯硒源等离子体化学气相沉积至洁净衬底上得到Bi2Se3薄膜粗品。
5.如权利要求4所述的Bi2Se3薄膜，其特征在于所述等离子体化学气相沉积的温度为150～300℃。
6.如权利要求4或5所述的Bi2Se3薄膜，其特征在于所述等离子体化学气相沉积的射频功率为150～300W、脉冲频率为15～25KHz、压强为30～70Pa、沉积时间为20
7.如权利要求4或5所述的Bi2Se3薄膜，其特征在于所述方法还包括：在所述等离子体化学气相沉积之后，将Bi2Se3薄膜粗品在惰性气体下进行退火处理，然后自然冷却得到Bi2Se3薄膜。
8.一种权利要求1～3任一项所述的Bi2Se3薄膜作为宽波段红外透明导电薄膜的应用。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述Bi2Se3薄膜作为宽波段红外透明导电薄膜在制作红外探测器中的应用。
10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述Bi2Se3薄膜作为宽波段红外透明导电薄膜在制作二极管器件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种bi2se3薄膜，其特征在于所述bi2se3薄膜中se的空位缺陷密度为1×104～1×108cm-3。
2.如权利要求1所述的bi2se3薄膜，其特征在于所述bi2se3薄膜的相对致密度为85～98％、结晶度为92～99％。
3.如权利要求1所述的bi2se3薄膜，其特征在于所述bi2se3薄膜为高度c轴择优取向生长的单晶薄膜，3～9μm中远红外波段透射率为85～95％，室温下表面电阻率为1.87×10-4～2.6×10-5ω·cm。
4.如权利要求1所述的bi2se3薄膜，其特征在于所述bi2se3薄膜采用如下方法制备得到，所述方法包括：在真空、高温及通入氢气下，将高纯铋源和高纯硒源等离子体化学气相沉积至洁净衬底上得到bi2se3薄膜粗品。
5.如权利要求4所述的bi2se3薄膜，其特征在于所述等离子体化学气相沉...
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