CN103441186B - 一种紫外探测器件的制备方法 - Google Patents
一种紫外探测器件的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103441186B CN103441186B CN201310383468.9A CN201310383468A CN103441186B CN 103441186 B CN103441186 B CN 103441186B CN 201310383468 A CN201310383468 A CN 201310383468A CN 103441186 B CN103441186 B CN 103441186B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- quantum dot
- ultraviolet
- graphene oxide
- quantum dots
- zno
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 84
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 9
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims abstract description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims abstract description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 42
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 27
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 9
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N chloroacetic acid Chemical compound OC(=O)CCl FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 229940106681 chloroacetic acid Drugs 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims 1
- 238000000825 ultraviolet detection Methods 0.000 abstract description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 abstract 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- OVYTZAASVAZITK-UHFFFAOYSA-M sodium;ethanol;hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+].CCO OVYTZAASVAZITK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- XKKVXDJVQGBBFQ-UHFFFAOYSA-L zinc ethanol diacetate Chemical compound C(C)O.C(C)(=O)[O-].[Zn+2].C(C)(=O)[O-] XKKVXDJVQGBBFQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910000979 O alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000021523 carboxylation Effects 0.000 description 1
- 238000006473 carboxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001017 electron-beam sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
本发明属于光电探测技术领域，特指一种利用多尺寸氧化锌量子点在多层石墨烯中梯度组装构建紫外探测器件的制备方法。本发明融合了ZnO量子点与石墨烯的结构与性能优势，以胶体化学法为基本手段，获得带隙在近紫外到深紫外区的不同尺寸的ZnO量子点，采用湿化学方法，制备单层氧化石墨烯，然后对其表面进行羧基功能基团修饰，以适合在其表面组装单一尺寸的ZnO量子点，再以不同尺寸的ZnO量子点（QD）作为紫外响应的活性物质，构建多层三明治式结构。选择金、铂或ITO等作为电极材料，设计平面分布的条状或叉指状电极结构，构建紫外探测器件，实现从近紫外到深紫外的带间吸收响应。
Description
技术领域
本发明属于光电探测技术领域，特指一种利用多尺寸氧化锌量子点在多层石墨烯中梯度组装构建紫外探测器件的制备方法。
背景技术
紫外探测是一项重要的军民两用光电探测技术，它在火焰及导弹羽烟监控、空间通讯、有机污染与臭氧监控、化学与生物分析等方面有着广泛的应用；商业化的紫外探测器以硅为主，它需要滤除入射的可见光及红外光并需配置冷却部件；与此相比，带隙处于紫外区的宽禁带半导体如SiC、金刚石、GaN和ZnO等，天然地避免了硅探测器的这些问题；其中ZnO室温下的禁带宽度约为3.37eV，电子迁移率与晶体硅相近高达205-1000cm2/Vs，且ZnO晶体生长温度低、原料易得、价廉、环境友好，更重要的是，它具有很强的抗辐射能力，并且在紫外区有强烈的吸收而在可见区透明；它可望在强烈辐照的太空环境下实现高性能的紫外光电探测。
ZnO基紫外探测研究中，较为突出的进展集中于薄膜器件的设计与制备，人们结合能带工程设计，采用多种薄膜技术，制备了Mg1-xZnxO合金材料，构建了Schottky、p-n、p-i-n等不同结构的紫外探测器，对可见盲区、甚至日盲区的光电响应特性作了很有意义探讨；尽管从理论上说，MgxZn1-xO的带隙可在3.3-7.8eV之间可调，可望实现160-380nm的宽范围紫外探测，但Mg1-xZnxO薄膜中相分离问题严重，结晶质量远需提高，且p型掺杂是一个众所周知的瓶颈问题。
同时，具有较高比表面积和优良结晶性的ZnO纳米线，为构筑高灵敏度的紫外探测器件提供了良好的材料基础；许多研究表明ZnO纳米线在明暗电流、响应度及抑制比等指标上都有明显的优势，但器件制备工艺多采用“pickandplace”的方法，且见诸报道的探测范围主要处于可见盲区，并多为单一波长响应。如何向更宽范围的紫外波段扩展，并发展规模化制备工艺，仍需付诸努力。
ZnO紫外光电探测的原理普遍被认为与氧的吸附与脱附有关；优良的结晶性能将有助于器件的快速响应，而丰富的比表面将显著提高器件响应度和明暗电流比；与薄膜和纳米线相比，ZnO量子点具有许多明显的优点，表现为：（1）制备方法简单，条件温和；（2）比表面积大，为氧的吸附提供了十分有利的化学环境和电荷环境；（3）尺寸容易控制，易实现对深紫外的高效吸收与光电响应。
石墨烯作为单层的二维材料，巨大的比表面积为量子点的表面组装提供了极好的平台，而它特殊的能带结构和优良的电学性能又为量子点的电子转移和快速传输提供了很好的通道，使其在相关材料的性能调控、界面的载流子传输和新器件功能设计等方面有很多优势。
发明内容
本发明融合ZnO量子点与石墨烯的结构与性能优势，利用较为便捷的方法调控ZnO量子点的性能、扩展它从近紫外到深紫外区的光电响应，借助于石墨烯及其衍生物的丰富表面进行不同尺寸量子点的梯度组装，进而设计和构建紫外探测器件，调控界面的能带结构与器件的光电特性。
本发明按如下步骤实现：
第一步：制备带隙在近紫外到深紫外区的不同尺寸的ZnO量子点，所述ZnO量子点的尺寸范围为7.8~1.9nm，吸收波长在近紫外到深紫外范围，即380-275nm，步骤如下：
将乙酸锌加入到无水乙醇中在80℃反应3h得到乙酸锌乙醇溶液，作为前驱物，冷却至室温，将氢氧化钠加入到与乙酸锌加入的同体积的无水乙醇中得到氢氧化钠乙醇溶液，将氢氧化钠乙醇溶液缓慢加入乙酸锌乙醇溶液中，同时进行磁力搅拌，得到的溶液中即含有氧化锌量子点，通过调节[OH]/Zn的比例控制其尺寸大小，[OH]/Zn的比例范围从1.0—3.5，随着比例从1.0逐渐增大至3.5，量子点逐渐减小，获得带隙在近紫外到深紫外区的不同尺寸的ZnO量子点。
第二步：制备羧基化修饰的单层氧化石墨烯，步骤如下：
采用湿化学方法，以鳞片石墨为原料，采用Hummers法制备氧化石墨，然后称取氧化石墨分散于等质量的水中，超声成黄色透明胶体溶液，即得氧化石墨烯，然后用氢氧化钠和一氯乙酸对氧化石墨烯进行羧基化修饰，即在氧化石墨烯溶液中加入胶体溶液质量3%的氢氧化钠和2.5%一氯乙酸，超声3h，使氧化石墨烯上的羟基和环氧基转化为羧基，以适合ZnO量子点组装，进而在石墨烯表面组装单一尺寸的ZnO量子点。
第三步：在上一步的基础上以不同尺寸的ZnO量子点（QD）作为紫外响应的活性物质，构建多层三明治式结构，具体组装过程如下：
在ITO导电玻璃衬底上旋涂羧基化修饰的氧化石墨烯，烘干，然后旋涂最大尺寸的ZnO量子点，烘干，再旋涂羧基化修饰的氧化石墨烯，烘干，旋涂次大尺寸的ZnO量子点……如此逐层进行羧基化修饰的氧化石墨烯和量子点的交替组装，而量子点的尺寸由大到小逐层变化，形成G/(QD)1/G/(QD)2/……/(QD)n/G的多层三明治式结构，使入射的紫外光从短波长到长波长的不同部分，通过带间跃逐层被由小变大的量子点吸收。
第四步，构建紫外探测器件，方法如下：
选择金、铂或ITO等作为电极材料，采用电子束蒸镀或溅射方法制备于ITO导电玻璃衬底上，而后在其上组装羧基化修饰的氧化石墨烯和ZnO量子点，也可在完成上述材料组装后将电极制备于材料上表面，即与最小尺寸的氧化锌量子点相邻的上层石墨烯上，值得说明的是电极设计为平面分布的条状或叉指状结构，构建紫外探测器件。
本发明具有以下优点：
尺寸渐变的ZnO量子点梯度组装构成的多层三明治结构可使入射的不同波长的紫外光，通过带间跃迁，能量从高到低的紫外光子逐层被吸收，高效激发光生载流子，有效降低剩余能量产生声子振动而引起的热效应。
一方面，基于量子限域效应，可实现ZnO量子点在近紫外到深紫外的能带调控、带间吸收和光电响应；另一方面，石墨烯优良的光电性能和特殊的能带结构，为ZnO中产生的光生载流子提供了快速分离的合理界面和电子传输的快速通道，本发明利用量子限域效应扩展ZnO量子点的紫外光电响应，并与石墨烯形成电子传输的快速通道，构建了紫外探测器件。
附图说明
图1是以胶体化学法制备的ZnO量子点TEM图和紫外-可见光-红外吸收光谱图；
图2为以湿化学法制备的单层氧化石墨烯TEM图和拉曼光谱；
图3为量子点的尺寸由大到小逐层变化，形成G/(QD)1/G/(QD)2/……/(QD)n/G的多层三明治式结构示意图。
具体实施方式
下面是对本发明中ZnO量子点的制备和利用它作为紫外光电响应活性物质在多层石墨烯中进行梯度组装制备紫外探测器件的具体实施情况说明。
图1（a）中ZnO量子点是通过胶体化学法制备的，也可通过其他方法制备，但要求其尺寸从大到小，吸收波长可在近紫外到深紫外（380-275nm）范围进行调控，且其分散性好；本实施例氧化锌量子点的具体制备过程如下：将0.01mol乙酸锌溶解于100mL无水乙醇中在80℃回流反应3h，作为前驱物，然后将其冷却到室温，接下来将0.01mol氢氧化钠溶解于100mL无水乙醇中，将氢氧化钠乙醇溶液慢慢加入前驱物中，同时进行磁力搅拌，形成透明溶液中就有ZnO量子点；
通过改变氢氧化钠的加入量获得不同尺寸的量子点，例如再选取0.015mol氢氧化钠溶解于100mL无水乙醇中，接着选取0.020mol氢氧化钠溶解于100mL无水乙醇中，0.025mol氢氧化钠溶解于100mL无水乙醇中，0.030mol氢氧化钠溶解于100mL无水乙醇中，0.035mol氢氧化钠溶解于100mL无水乙醇中。
图1（b）为所得ZnO量子点的紫外-可见光-红外吸收光谱，图中可以看出ZnO量子点在可见光-红外线波段几乎无吸收，抗可见光和红外线的干扰能力强。
图2为单层氧化石墨烯的TEM图和拉曼光谱，此样品是通过湿化学法制备的，也可通过其它方法制备；本实施例的具体过程如下：以鳞片石墨为原材料，根据Hummer’s法制备出氧化石墨，然后将25mg氧化石墨分散于25mL水中，超声分散成均匀的黄色透明胶体溶液，即得氧化石墨烯(GO)。
图3为紫外探测器件中ZnO量子点和石墨烯交替组装的形成的多层三明治式结构示意图；最底层为组装在镀有电极的衬底上的单层石墨烯，自下而上量子点的尺寸由大到小逐层变化，吸收波长在近紫外到深紫外（380-275nm）范围；ZnO紫外光电探测的原理普遍认为与氧的吸附与脱附有关，过程如下，ZnO表面具有较高的空穴态密度，外部的氧分子通过从ZnO表面捕获到自由电子，从而吸附在ZnO的表面，这一反应如下式：
O2(g)+e-→O2 -(ad)
这样，在ZnO表面就会形成一个低传导的损耗层，而当外加紫外光时，ZnO内价带电子吸收了大于其禁带宽度Eg的光子能量，从而跃迁到导带，产生电子-空穴对，其中的空穴会向表面迁移，导致表面能带弯曲，同时氧离子释放出负电荷生成氧气，氧在表面的解吸附反应如下式：
h++O2 -(ad)→O2(g)；解吸附的过程会导致ZnO中的自由载流子浓度增加，并且使耗尽层的宽度减小，从而产生较大的光电流，石墨稀是一种特殊能带结构的零带隙半导体材料，导带和价带交于一点，即狄拉克点(DiracPoint)，在狄拉克点附近，石墨烯中载流子输运遵循狄拉克相对论方程，即在这点附近能量与波矢的色散关系是线性的，在Dirac点附近载流子的质量为零，可以传播微米级的距离而不受到散射。石墨稀中载流子可以是电子也可以是空穴，其迁移率达到100000cm2.V-1.s-1，而且迁移率几乎与温度无关；载流子的有效速度达到了106m/s，接近光速，并且石墨烯在近红外和可见光波段具有极佳的光透射性，单层石墨烯的透光率可达97.7%，五层石墨烯样品的透光率也可达90%。
Claims (5)
1.一种紫外探测器件的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)制备带隙在近紫外到深紫外区的不同尺寸的ZnO量子点，步骤如下：
将乙酸锌加入到无水乙醇中反应得到乙酸锌乙醇溶液，作为前驱物，冷却至室温，将氢氧化钠加入到与乙酸锌加入的同体积的无水乙醇中得到氢氧化钠乙醇溶液，将氢氧化钠乙醇溶液缓慢加入乙酸锌乙醇溶液中，同时进行磁力搅拌，得到的溶液中即含有氧化锌量子点，通过调节[OH]/Zn的比例控制其尺寸大小，[OH]/Zn的比例范围从1.0—3.5，随着比例从1.0逐渐增大至3.5，量子点逐渐减小，获得带隙在近紫外到深紫外区的不同尺寸的ZnO量子点；
(2)制备羧基化修饰的单层氧化石墨烯；
(3)以不同尺寸的ZnO量子点(QD)作为紫外响应的活性物质，构建多层三明治式结构，具体组装过程如下：
在ITO导电玻璃衬底上旋涂羧基化修饰的氧化石墨烯，烘干，然后旋涂最大尺寸的ZnO量子点，烘干，再旋涂羧基化修饰的氧化石墨烯，烘干，旋涂次大尺寸的ZnO量子点，如此逐层进行羧基化修饰的氧化石墨烯和量子点的交替组装，而量子点的尺寸由大到小逐层变化，尺寸渐变的ZnO量子点梯度组装构成的多层三明治结构，使入射的紫外光从短波长到长波长的不同部分，通过带间跃迁逐层被由小变大的量子点吸收；
(4)构建紫外探测器件，方法如下：
选择金、铂或ITO作为电极材料，采用电子束蒸镀或溅射方法制备于ITO导电玻璃衬底上，而后在其上组装羧基化修饰的氧化石墨烯和ZnO量子点，或在完成上述材料组装后将电极制备于材料上表面，即与最小尺寸的氧化锌量子点相邻的上层石墨烯上，构建紫外探测器件。
2.如权利要求1所述的一种紫外探测器件的制备方法，其特征在于：所述ZnO量子点的尺寸范围为7.8～1.9nm，吸收波长在近紫外到深紫外范围，即380-275nm。
3.如权利要求1所述的一种紫外探测器件的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中将乙酸锌加入到无水乙醇中反应得到乙酸锌乙醇溶液的反应条件为：在80℃反应3h。
4.如权利要求1所述的一种紫外探测器件的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)制备羧基化修饰的单层氧化石墨烯的步骤如下：采用湿化学方法，以鳞片石墨为原料，采用Hummers法制备氧化石墨，然后称取氧化石墨分散于等质量的水中，超声成黄色透明胶体溶液，即得氧化石墨烯，然后用氢氧化钠和一氯乙酸对氧化石墨烯进行羧基化修饰，即在氧化石墨烯溶液中加入胶体溶液质量3％的氢氧化钠和2.5％一氯乙酸，超声3h，使氧化石墨烯上的羟基和环氧基转化为羧基，以适合ZnO量子点组装，进而在石墨烯表面组装单一尺寸的ZnO量子点。
5.如权利要求1所述的一种紫外探测器件的制备方法，其特征在于：所述电极设计为平面分布的条状或叉指状结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310383468.9A CN103441186B (zh) | 2013-08-29 | 2013-08-29 | 一种紫外探测器件的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310383468.9A CN103441186B (zh) | 2013-08-29 | 2013-08-29 | 一种紫外探测器件的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103441186A CN103441186A (zh) | 2013-12-11 |
| CN103441186B true CN103441186B (zh) | 2016-04-06 |
Family
ID=49694870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310383468.9A Expired - Fee Related CN103441186B (zh) | 2013-08-29 | 2013-08-29 | 一种紫外探测器件的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103441186B (zh) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103645216A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-03-19 | 电子科技大学 | 二氧化碳气体传感器及其制备方法 |
| CN104614338B (zh) * | 2015-02-27 | 2018-12-18 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 红外气体分析设备及其分析方法 |
| CN104701393A (zh) * | 2015-03-13 | 2015-06-10 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 双波段光电探测器及其制备方法 |
| CN104752546B (zh) * | 2015-04-22 | 2017-03-08 | 电子科技大学 | 一种金属氧化物紫外探测器 |
| 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 |
| US9806125B2 (en) | 2015-07-28 | 2017-10-31 | Carrier Corporation | Compositionally graded photodetectors |
| CN105140332B (zh) * | 2015-08-13 | 2017-01-18 | 长安大学 | 一种石墨烯‑ZnxAg（1‑x）NyO（1‑y）紫外探测器及其制备方法 |
| CN105244415A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-01-13 | 南京工程学院 | 量子点杂化还原氧化石墨烯纳米薄膜光敏传感器制备工艺 |
| CN105336808B (zh) * | 2015-11-30 | 2017-06-23 | 清华大学 | 石墨烯量子阱光探测器 |
| CN107293602B (zh) * | 2017-07-06 | 2019-03-29 | 北京邮电大学 | 基于氧化锌/石墨烯/氧化锌三明治结构的光电探测器 |
| CN107579126B (zh) * | 2017-09-01 | 2019-04-16 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种紫外探测器及其制作方法 |
| CN110729371B (zh) * | 2019-10-23 | 2021-02-02 | 云南师范大学 | 基于掺硼硅量子点增强吸收型的光电探测器及系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2678141Y (zh) * | 2003-10-10 | 2005-02-09 | 清华大学 | 硅基量子点红外探测器 |
| CN102175729A (zh) * | 2011-01-13 | 2011-09-07 | 青岛科技大学 | 功能化石墨烯与纳米粒子层层组装制备光致电化学传感器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102971805B (zh) * | 2010-02-27 | 2016-08-24 | 苏州诺菲纳米科技有限公司 | 表面嵌入添加剂的结构和相关制造方法 |
-
2013
- 2013-08-29 CN CN201310383468.9A patent/CN103441186B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2678141Y (zh) * | 2003-10-10 | 2005-02-09 | 清华大学 | 硅基量子点红外探测器 |
| CN102175729A (zh) * | 2011-01-13 | 2011-09-07 | 青岛科技大学 | 功能化石墨烯与纳米粒子层层组装制备光致电化学传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103441186A (zh) | 2013-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103441186B (zh) | 一种紫外探测器件的制备方法 | |
| Wu et al. | Highly sensitive solar-blind deep ultraviolet photodetector based on graphene/PtSe 2/β-Ga 2 O 3 2D/3D Schottky junction with ultrafast speed | |
| Yang et al. | High-performance broadband photoelectrochemical photodetectors based on ultrathin Bi2O2S nanosheets | |
| Wang et al. | All-oxide NiO/Ga2O3 p–n junction for self-powered UV photodetector | |
| Lin et al. | High-performance self-powered photodetectors based on ZnO/ZnS core-shell nanorod arrays | |
| Chetri et al. | Self-powered UV detection using SnO2 nanowire arrays with Au Schottky contact | |
| Li et al. | Hierarchical CdS nanowires based rigid and flexible photodetectors with ultrahigh sensitivity | |
| Lam et al. | High-sensitive ultraviolet photodetectors based on ZnO nanorods/CdS heterostructures | |
| Peng et al. | Low‐dimensional nanostructure ultraviolet photodetectors | |
| CN107919409B (zh) | 一种基于CsPbBr3全无机钙钛矿纳米线的可见光光电探测器及其制备方法 | |
| Li et al. | ZnO nanoneedle/H 2 O solid-liquid heterojunction-based self-powered ultraviolet detector | |
| Hassan et al. | Low power UV photodetection characteristics of cross-linked ZnO nanorods/nanotetrapods grown on silicon chip | |
| Li et al. | Highly deformable high-performance paper-based perovskite photodetector with improved stability | |
| Al-Asadi et al. | Fabrication and characterization of ultraviolet photosensors from ZnO nanowires prepared using chemical bath deposition method | |
| CN106024968B (zh) | 石墨烯/碳纳米管薄膜肖特基结光电探测器及其制备方法 | |
| Li et al. | ZnO quantum dot/MXene nanoflake hybrids for ultraviolet photodetectors | |
| CN108735858B (zh) | 一种复合纳米结构的紫外/红外光电探测器制备方法 | |
| CN106575685A (zh) | 利用石墨烯硅量子点混合结构的光电二极管及其制造方法 | |
| Young et al. | Self-powered ZnO nanorod ultraviolet photodetector integrated with dye-sensitised solar cell | |
| Saikia et al. | Synthesis, characterization and photovoltaic application of silver doped CdS/PVA nanocomposite thin films | |
| Hu et al. | Research advances in ZnO nanomaterials-based UV photode tectors: a review | |
| Wang et al. | Designing CdS/Se heterojunction as high-performance self-powered UV-visible broadband photodetector | |
| CN109698278A (zh) | 一种有机无机复合结构自驱动日盲紫外探测器及制备方法 | |
| An et al. | A high-performance fully nanostructured individual CdSe nanotube photodetector with enhanced responsivity and photoconductive gain | |
| Jiang et al. | Highly responsive ZnO nanorods array ultraviolet photodetectors modificated with reduced graphene oxide layer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160406 Termination date: 20160829 |