基于梯度碲化铋/碳纳米管复合薄膜的高性能、宽波带、柔性光电探测器制备方法技术

本发明专利技术涉及柔性、宽波带(从红外到太赫兹波段)光电探测器领域，具体为一种基于梯度碲化铋/碳纳米管复合薄膜的高性能、宽波带、柔性光电探测器制备方法。将浮动催化剂化学气相沉积法制备并干法收集的高结晶性单壁碳纳米管薄膜转移到悬空支架上，使用磁控溅射技术在碳纳米管薄膜上沉积梯度结构碲化铋热电材料；使用微激光切割设备切割复合薄膜，然后转移到带有电极的柔性基底上，即完成柔性梯度碲化铋/碳纳米管复合薄膜光热电探测器基元的组装。其中，单壁碳纳米管多孔网络具有高宽带吸收系数和优异柔性，碲化铋具有高热电性能，梯度结构降低界面热损失，提高能量转化率，最终获得了柔性、高性能、宽波带光电探测器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及柔性、宽波带(从红外到太赫兹波段)光电探测器领域，尤其涉及柔性光电探测器的结构设计与制备技术，具体为一种基于梯度碲化铋/碳纳米管复合薄膜的高性能、宽波带、柔性光电探测器制备方法。

技术介绍

1、光电探测器是一种将光信号转化为电信号的光电器件，是光电探测和光电通讯的重要组成元件。常见的探测器类型有光电导、光伏、光热电、辐射热计等。随着智能化、信息化的不断发展，光电探测器已广泛应用于现代社会的诸多领域(如环境监测、工业生产、医疗诊断等)。目前，大多数由gan、ingaas和hgcdte等传统半导体材料制成的光电探测器都需要在低温工作来实现高性能，而且这些材料呈脆性、强光照下不稳定，这限制了其在柔性和可穿戴设备中的应用。因此，迫切需要开发柔性、室温和空气下可稳定工作的超宽带光电探测器。

2、单壁碳纳米管作为一种准一维中空管状碳质材料，其具有结构相关且可调的直接带隙。此外，碳纳米管具有宽谱响应、高迁移率、弹道输运、快速光信号响应能力(皮秒级)以及易集成加工、柔韧性好等优异性质。尤为重要的是，与传统半导体材料的带隙限制吸收不同，单壁碳纳米管本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于梯度碲化铋/碳纳米管复合薄膜的高性能、宽波带、柔性光电探测器制备方法，其特征在于，以梯度碲化铋/碳纳米管复合薄膜作为光电感应材料，将光信号转化为电信号；利用高结晶性单壁碳纳米管薄膜的多孔网络结构，增加对光的吸收和薄膜柔性；利用碲化铋的高热电转化性能，提高光电转换效率；构建碲化铋/碳纳米管梯度结构，降低碲化铋/碳纳米管界面热损失，提高能量转化效率；其具体制备过程如下：

2.按照权利要求1所述的基于梯度碲化铋/碳纳米管复合薄膜的高性能、宽波带、柔性光电探测器制备方法，其特征在于，利用单壁碳纳米管薄膜的多孔网络结构增加对光的吸收和薄膜柔性，碲化铋具有高的热电转化性能，梯...

【技术特征摘要】

1.一种基于梯度碲化铋/碳纳米管复合薄膜的高性能、宽波带、柔性光电探测器制备方法，其特征在于，以梯度碲化铋/碳纳米管复合薄膜作为光电感应材料，将光信号转化为电信号；利用高结晶性单壁碳纳米管薄膜的多孔网络结构，增加对光的吸收和薄膜柔性；利用碲化铋的高热电转化性能，提高光电转换效率；构建碲化铋/碳纳米管梯度结构，降低碲化铋/碳纳米管界面热损失，提高能量转化效率；其具体制备过程如下：

2.按照权利要求1所述的基于梯度碲化铋/碳纳米管复合薄膜的高性能、宽波带、柔性光电探测器制备方法，其特征在于，利用单壁碳纳米管薄膜的多孔网络结构增加对光的吸收和薄膜柔性，碲化铋具有高的热电转化性能，梯度结构降低界面热损失，提高能量转化效率，最终获得柔性、高性能、宽波带光热电探测器。

3.按照权利要求1所述的基于梯度碲化铋/碳纳米管复合薄膜的高性能、宽波带、柔性光电探测器制备方法，其特征在于，高结晶性单壁碳纳米管薄膜是直接利用多孔滤膜收集的薄膜宏观体，其g/d比大于170，管壁干净、完整。

4.按照权利要求1所述的基于梯度碲化铋/碳纳米管复合薄膜的高性能、宽波带、柔性光电探测器制备方法，其特征在于，光电感应材料为梯度碲化铋/碳纳米管复合薄膜，其中碲化铋纳米颗粒在碳纳米管薄膜厚度方向成梯度分布，并在上表面形成致密的薄膜结构，薄膜层厚度200～800nm。

5.按照权利要求1或4所述的基于梯度碲化铋/碳纳米管复合薄膜的高性能、宽波带、...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯鹏翔，刘畅，陈超，成会明，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：