CN101800289A - 一种有机紫外探测器及其制作方法 - Google Patents

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彭宽军
张希清
孙建
代千
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Abstract

本发明涉及一种有机紫外探测器及其制作方法，特别是一种基于有机聚合物的紫外探测器及其制作方法，属于光电子信息领域。基于有机聚合物的紫外探测器的结构自下而上依次是：ITO玻璃、PEDOT薄膜、PVK:PBD混合薄膜、LiF薄膜、AL电极。其制作方法是：在ITO玻璃上依次旋涂PEDOT薄膜、PVK:PBD混合薄膜，然后真空蒸镀LiF薄膜、AL电极。所述结构中，ITO为阳极电极、PEDOT薄膜厚度为20nm、PVK:PBD混合薄膜厚度为70～130nm、LiF薄膜厚度为1nm、AL电极厚度为100nm。本发明的优点在于工艺简单、低成本、低偏压、高响应度和可制成柔性器件；在环境保护、紫外通信、天文学观测、生物医学研究和医疗卫生等领域具有重要的应用前景。

Description

一种有机紫外探测器及其制作方法
技术领域
本发明属于光电子信息领域，特别涉及一种基于有机聚合物的紫外探测器及其制作方法。
背景技术
紫外探测器被广泛用于环境保护、紫外通信、天文学观测、生物医学研究和医疗卫生等领域。目前，已投入商用的紫外探测器，常用的是光电倍增管、硅基紫外光电二极管和宽带隙半导体紫外探测器。光电倍增管需要在高电压下工作，而且体积笨重、效率低；硅基紫外光电二极管需要附带滤光片，价格昂贵；宽带隙半导体紫外探测器具有体积小、灵敏度高等优点，但是宽带隙半导体紫外探测器的制备工艺复杂，通常需要用到MBE、MOCVD等昂贵的设备，成本偏高。因此人们开始注意到基于有机聚合物的紫外探测器，有机聚合物可以通过旋涂成膜，工艺简单，成本低廉，易于制成柔性器件，基于有机聚合物的紫外探测器具有工艺简单、低成本、低偏压、高响应度和可制成柔性器件等优点。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本、高响应度的基于有机聚合物的紫外探测器。本发明通过将空穴传输层物质PVK和电子传输层物质PBD按照质量1∶1的比例混合溶入氯仿溶液里，经旋涂成膜，形成“混合异质结”。在任何位置上产生的激子，都可以通过很短的路径到达给体与受体的界面，从而使电荷分离的效率得到了提高。同时，在界面上形成的正负载流子亦可通过较短的途径到达电极，从而弥补载流子迁移率的不足。
本发明的技术方案：
一种有机紫外探测器的结构自下而上依次是：ITO玻璃、PEDOT薄膜、PVK:PBD混合薄膜、LiF薄膜、AL电极。其制作方法是：在ITO玻璃上依次旋涂PEDOT薄膜、PVK:PBD混合薄膜，然后真空蒸镀LiF薄膜、AL电极。
所述结构中，ITO为阳极电极、PEDOT薄膜厚度为20nm、PVK:PBD混合薄膜厚度为70～130nm、LiF薄膜厚度为1nm、AL电极厚度为100nm。PVK:PBD混合薄膜是PVK与PBD按质量1∶1的比例混合溶入氯仿溶液中经旋涂制成。
PVK是一种有机聚合物，其全称为聚乙烯咔唑。
PBD是一种有机小分子物质，其全称是叔丁基联苯苯基呃二唑。
PEDOT的全称是聚(3，4-二氧乙基噻吩)。
本发明的有益效果：
本发明提出的基于有机聚合物的紫外探测器，具有工艺简单、低成本、低偏压、高响应度和可制成柔性器件等优点；在环境保护、紫外通信、天文学观测、生物医学研究和医疗卫生等领域具有重要的应用前景。
附图说明
图1为基于有机聚合物的紫外探测器的光谱响应图，其中：
曲线1为在PVK:PBD混合薄膜厚度为70nm、零偏压条件下的光谱响应曲线。
曲线2为在PVK:PBD混合薄膜厚度为100nm、零偏压条件下的光谱响应曲线。
曲线3为在PVK:PBD混合薄膜厚度为130nm、零偏压条件下的光谱响应曲线。
具体实施方式
一种有机紫外探测器，其结构自下而上依次是ITO玻璃、PEDOT薄膜、PVK:PBD混合薄膜、LiF薄膜、AL电极，其中PEDOT的全称是聚(3，4-二氧乙基噻吩)，PVK是一种有机聚合物，其全称为聚乙烯咔唑，PBD是一种有机小分子物质，其全称是叔丁基联苯苯基呃二唑，PVK和PBD按照质量1∶1的比例混合溶入氯仿溶液中经旋涂制成PVK:PBD混合薄膜。
实施方式一
在ITO玻璃上旋涂厚度为20nm的PEDOT薄膜，以90℃在真空烘箱中烘干30分钟，再在其上旋涂厚度为70nm的PVK:PBD混合薄膜，然后真空蒸镀厚度为1nm的LiF薄膜，厚度为100nm的AL电极。
按上述实施方式所制作的有机紫外探测器，在零偏压下的光谱响应曲线如图1中曲线1所示，其响应区间在280nm到360nm的紫外光区，对可见光无响应；
在340nm光照射下，其响应度为28mA/W。
实施方式二
在ITO玻璃上旋涂厚度为20nm的PEDOT薄膜，以90℃在真空烘箱中烘干30分钟，再在其上旋涂厚度为100nm的PVK:PBD混合薄膜，然后真空蒸镀厚度为1nm的LiF薄膜，厚度为100nm的AL电极。
按上述实施方式所制作的有机紫外探测器，在零偏压下的光谱响应曲线如图1中曲线2所示，其响应区间在280nm到360nm的紫外光区，对可见光无响应；在340nm光照射下，其响应度为42mA/W。
实施方式三
在ITO玻璃上旋涂厚度为20nm的PEDOT薄膜，以90℃在真空烘箱中烘干30分钟，再在其上旋涂厚度为130nm的PVK:PBD混合薄膜，然后真空蒸镀厚度为1nm的LiF薄膜，厚度为100nm的AL电极。
按上述实施方式所制作的有机紫外探测器，在零偏压下的光谱响应曲线如图1中曲线3所示，其响应区间在280nm到360nm的紫外光区，对可见光无响应；在340nm光照射下，其响应度为15mA/W。

Claims (4)

1.一种有机紫外探测器，其特征在于，其结构自下而上依次是：ITO玻璃、PEDOT薄膜、PVK:PBD混合薄膜、LiF薄膜、AL电极，其中PVK是一种有机聚合物，其全称为聚乙烯咔唑，PBD是一种有机小分子物质，其全称是叔丁基联苯苯基呃二唑，PEDOT的全称是聚(3，4-二氧乙基噻吩)。
2.根据权利要求1所述的一种有机紫外探测器，其特征在于，ITO为阳极电极、PEDOT薄膜厚度为20nm、PVK:PBD混合薄膜厚度为70～130nm、LiF薄膜厚度为1nm、AL电极厚度为100nm。
3.如权利要求1所述的一种有机紫外探测器的制作方法，其特征在于：在ITO玻璃上依次旋涂PEDOT薄膜、PVK:PBD混合薄膜，然后真空蒸镀LiF薄膜、AL电极。
4.根据权利要求3所述的一种有机紫外探测器的制作方法，其特征在于，PVK:PBD混合薄膜是PVK与PBD按质量1∶1的比例混合溶入氯仿溶液中经旋涂制成。
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