CN202633358U - 量子点结构紫外-可见光电探测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了量子点结构紫外-可见光电探测器，为量子点与同质结相结合的多层结构。衬底顶端自下而上依次由透明导电层、本征ZnO层、ZnO:Cu补偿层、金属电极层组成。本征ZnO层和ZnO:Cu补偿层通过旋涂纳米晶并退火获得，之后通过光刻方法刻蚀露出一定区域的透明导电层，顶部金属电极层由电子束蒸发沉积获得，并经快速热退火处理得到欧姆接触。本实用新型优点是：成本较低，很好兼容于平面印刷工艺，且具有更低的暗电流，有效地提高了光电响应性能。
Description
技术领域：
本实用新型涉及光电探测器领域，具体的说是一种量子点结构紫外-可见光电探测器。
背景技术：
ZnO材料对应的室温光学带隙在3.37eV，对紫外波段具有良好的响应特征，因此被人们认为是紫外探测器的优选基础材料。光电探测器中的活性层ZnO现阶段更多依赖于高真空设备生长，工艺繁琐、成本高。研究开发新的生长方法和工艺也是大势所趋。胶体化学法能很好兼容于平面印刷工艺，衬底选取多样化，无需考虑晶格的匹配问题，方便实现材料的沉积与加工，大大降低了器件开发成本，拓宽了材料的应用范围。研究表明，Cu在ZnO中是一种可见光光电导激活剂，即可有效补偿本征ZnO中的施主态，降低暗电流密度，又可实现不同波段的分别响应，对开发多波段响应的ZnO基光电探测器具有重要意义。目前，这方面研究尚处于起步阶段，尽管Nikolai Kouklin已经制备出Cu掺杂ZnO纳米线并实现了对可见光的响应，但Cu的固溶度不够高，光响应特性和器件灵敏度还有待提升。利用胶体化学法在结构设计上的优势，将量子点与同质结结合起来构筑三维结型光电探测器，不仅能提高器件的内量子效率，而且能够有效降低成本，充分体现该技术理念的创新和性能上的优势。关于这种结构探测器的设计与制备国际上还鲜有报道，开展这方面工作势必很有意义。
实用新型内容：
本实用新型的目的就是提供一种量子点结构紫外-可见光电探测器，提高器件的内量子效率，而且能够有效降低成本。
本实用新型采用的技术方案为：
量子点结构紫外-可见光电探测器：整体采用三明治式多层结构。具有导电衬底，所述导电衬底，为衬底上覆盖透明导电层，透明导电层作为底电极；在导电衬底上自下而上依次设置有本征ZnO层和ZnO:Cu补偿层，ZnO:Cu补偿层上沉积有顶电极。
ZnO:Cu补偿层的Cu摩尔百分比在0～4.0 %范围内连续可调，可获得不同的n型补偿状态。
它是三维结构的。
ZnO层和ZnO:Cu补偿层之间为同质结接触。
所采用的衬底材料不受限制，只要足够平整，均可采用平面印刷工艺涂覆活性ZnO层和ZnO:Cu补偿层。
所述的底电极可为ITO，掺Al的或掺Ga的n-ZnO透明导电薄膜，顶电极为Ni/Au或Ti/Au合金。
可同时探测紫外和可见光，并具有不同的响应效果。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型采用量子点和同质结相结合的结构，可以提高光电探测器的内量子效率，且器件构筑成本低廉，很好兼容于平面印刷工艺，同时具有更低的暗电流，有效地提高了光电响应性能。
附图说明：
附图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步详细说明：
量子点结构紫外-可见光电探测器：整体采用三明治式多层结构。具有导电衬底，所述导电衬底，为衬底1上覆盖透明导电层2，透明导电层2作为底电极；在导电衬底上自下而上依次设置有本征ZnO层3和ZnO:Cu补偿层4，ZnO:Cu补偿层4上沉积有顶电极5。ZnO:Cu补偿层4的Cu摩尔百分比在0～4.0 %范围内连续可调，可获得不同的n型补偿状态。它是三维结构的。ZnO层3和ZnO:Cu补偿层4之间为同质结接触。所采用的衬底1材料不受限制，只要足够平整，均可采用平面印刷工艺涂覆活性ZnO层和ZnO:Cu层。底电极可为ITO，掺Al的或掺Ga的n-ZnO透明导电薄膜，顶电极5为Ni/Au或Ti/Au合金。可同时探测紫外和可见光，并具有不同的响应效果。
以ZnO- ZnO:Cu同质结型紫外-可见光电探测器制备为例：
1）胶体化学方法制备ZnO及ZnO:Cu量子点。将Zn(CH3COO)2和Cu(CH3COO)2按摩尔比（1:0~ 0.96:0.04）充分溶解于甲醇中，加入去离子水作为反应的催化剂，60℃下水浴回流30分钟，得到前驱体溶液，再将0.167mol/L的KOH甲醇溶液滴加至上述前驱体溶液中，控制Zn(CH3COO)2和Cu(CH3COO)的混合物与KOH的摩尔比为1:1.67~1:2，60℃下水浴反应2.5小时，用冰水冷却，甲醇离心洗涤，得ZnO及ZnO:Cu量子点沉淀；
2）在上述制得的量子点沉淀中分别加入三氯甲烷使其充分溶解，然后分别加入正辛胺分散剂，摇匀，得到ZnO和ZnO:Cu胶体量子点溶液，然后各自用0.22μm孔径的PTFE过滤器过滤，以2000~4000rpm的转速将过滤后的ZnO和ZnO:Cu胶体量子点溶液依次旋涂在清洗过的ITO衬底上，80℃预烘干后，于250℃下空气中退火1~2小时，得到厚度约为200nm的量子点同质结薄膜；
使用电子束蒸发技术在ZnO:Cu层上图形化沉积Ni(5nm)/Au(45nm)的合金薄膜，之后在多层结构表面利用光刻的方法刻蚀露出ITO电极。
上述实施例仅为本实用新型的较佳的实施方式，除此之外，本实用新型还可以有其他实现方式。需要说明的是，在没有脱离本实用新型构思的前提下，任何显而易见的改进和修饰均应落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.量子点结构紫外-可见光电探测器，其特征在于：整体采用三明治式多层结构，具有导电衬底，所述导电衬底，为衬底上覆盖透明导电层，透明导电层作为底电极；在导电衬底上自下而上依次设置有本征ZnO层和ZnO:Cu补偿层，ZnO:Cu补偿层上沉积有顶电极。
2.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于：ZnO层和ZnO:Cu补偿层之间为同质结接触。
3.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于：所采用的衬底材料不受限制，只要足够平整，均可采用平面印刷工艺涂覆活性ZnO层和ZnO:Cu补偿层。
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Cited By (8)
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|---|---|---|---|---|
| CN103400900A (zh) * | 2013-08-08 | 2013-11-20 | 扬州大学 | ZnO量子点基深紫外传感器及制备方法 |
| CN106711283A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-24 | 南京理工大学 | 一种全印刷氧化锌纳米晶基紫外光电探测器制备方法 |
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| US10126165B2 (en) | 2015-07-28 | 2018-11-13 | Carrier Corporation | Radiation sensors |
| CN109225297A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-18 | 台州学院 | 一种复合催化剂QDs-SISCN及其制备方法和应用 |
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103400900A (zh) * | 2013-08-08 | 2013-11-20 | 扬州大学 | ZnO量子点基深紫外传感器及制备方法 |
| CN103400900B (zh) * | 2013-08-08 | 2017-05-31 | 扬州大学 | ZnO量子点基深紫外传感器及制备方法 |
| US9806125B2 (en) | 2015-07-28 | 2017-10-31 | Carrier Corporation | Compositionally graded photodetectors |
| US9865766B2 (en) | 2015-07-28 | 2018-01-09 | Carrier Corporation | Ultraviolet photodetectors and methods of making ultraviolet photodetectors |
| US9928727B2 (en) | 2015-07-28 | 2018-03-27 | Carrier Corporation | Flame detectors |
| US10126165B2 (en) | 2015-07-28 | 2018-11-13 | Carrier Corporation | Radiation sensors |
| US10718662B2 (en) | 2015-07-28 | 2020-07-21 | Carrier Corporation | Radiation sensors |
| US11029202B2 (en) | 2015-07-28 | 2021-06-08 | Carrier Corporation | Radiation sensors |
| US10236400B2 (en) | 2016-02-01 | 2019-03-19 | Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. | Quantum dot film based demodulation structures |
| CN106711283A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-24 | 南京理工大学 | 一种全印刷氧化锌纳米晶基紫外光电探测器制备方法 |
| CN106711283B (zh) * | 2016-12-27 | 2019-05-24 | 南京理工大学 | 一种全印刷氧化锌纳米晶基紫外光电探测器制备方法 |
| CN109225297A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-18 | 台州学院 | 一种复合催化剂QDs-SISCN及其制备方法和应用 |
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