CN108615784B - 氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器及其制备方法 - Google Patents
氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器及其制备方法，依次包括作为衬底的玻璃纤维布，设置于玻璃纤维布上的SnO2薄膜层，设置于SnO2薄膜层上β‑Ga2O3薄膜层，设置于β‑Ga2O3薄膜层上的电极Au薄膜层，以及设置于玻璃纤维布底端的电极Ga薄膜层，Ga薄膜层和SnO2薄膜层位于玻璃纤维布的两侧，Ga薄膜层和SnO2薄膜层之间设置Ga金属丝，所述Ga金属丝贯穿于玻璃纤维布并连通Ga薄膜层和SnO2薄膜层，所述SnO2薄膜与β‑Ga2O3薄膜层接触面形成SnO2/β‑Ga2O3异质结。本发明的探测器可在0V偏压下工作，具有自供电工作的特点；探测器的薄膜表面致密、厚度稳定均一、柔性可弯曲、可大面积制备，该探测器在可穿戴设备、紫外线检测和智能纺织品等领域具有很大的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于光电探测器技术领域，具体涉及一种玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器。
技术背景
由于高压线电晕、宇宙空间、导弹羽烟和火焰等都含有紫外辐射，使得紫外探测技术被广泛应用于军事、科研、航空航天、通信电子等许多领域。β-Ga2O3是一种宽禁带深紫外半导体材料，具有日盲特性，可以检测200-280nm的紫外光，而对太阳光中的紫外线没有响应，将这类材料用于室外高压线电晕、紫外光通讯和火灾监测等领域具有极大的优势，而不受太阳光的干扰。
常用的紫外光电探测器都是在刚性衬底上生长半导体薄膜，比如硅片、蓝宝石和石英衬底等，这些器件都无法弯曲，限制了器件的应用范围。随着人们对电子设备需求的提升，可穿戴电子设备的应用越来越广泛，而这类电子产品需要可弯曲的柔性器件，提高电子设备的便捷性和设计的自由度。由于β-Ga2O3薄膜需要在高温700-800℃下合成，其生长薄膜所需的衬底也同样要承受高温，目前大部分的柔性衬底都是高分子类化合物，无法承受高温，因此，急需寻找一种耐高温的柔性衬底作为制作柔性器件的基底。
到目前为止，很少有关于柔性日盲紫外光电探测器的报道，本发明采用可弯曲、可折叠、耐高温、绝缘性好的玻璃纤维布作为柔性衬底，并在此衬底上生长氧化锡/氧化镓异质结薄膜，制作成便捷性的、可穿戴的柔性紫外探测器件。虽有中国专利CN106711270A报道了基于柔性氧化镓纳米带的日盲紫外光电探测器，但是此类探测器是将事先合成的氧化镓纳米带转移到柔性基底上，具有电极制作难度大，稳定性差，与基底贴合不牢固等缺点。
因此，如何改进制备柔性日盲紫外光电探测器，提高探测器的稳定性，改善探测器的使用状态及应用范围，是尤待解决的一项重要问题。
而本发明是在柔性衬底上原位合成氧化锡/氧化镓异质结薄膜，工艺可控性强，易操作，所得薄膜表面致密、厚度稳定均一、柔性可弯曲、可大面积制备、重复性好、与衬底的结合力强，在可穿戴设备、紫外线检测和智能纺织品等领域具有很大的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种灵敏度高、探测能力强、可自供电的柔性氧化锡 /氧化镓异质结薄膜紫外探测器及其制备方法。
本发明的技术方案为：
一种玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器，其特征在于，依次包括作为衬底的玻璃纤维布，设置于玻璃纤维布上的SnO2薄膜层，设置于SnO2薄膜层上β-Ga2O3薄膜层，设置于β-Ga2O3薄膜层上的电极Au薄膜层，以及设置于玻璃纤维布底端的电极Ga薄膜层，Ga薄膜层和SnO2薄膜层位于玻璃纤维布的两侧，Ga薄膜层和SnO2薄膜层之间设置Ga金属丝，所述Ga 金属丝贯穿于玻璃纤维布并连通Ga薄膜层和SnO2薄膜层，所述SnO2薄膜与β-Ga2O3薄膜层接触面形成SnO2/β-Ga2O3异质结。
优选地，所述Ga金属丝与Ga薄膜层为一体结构。
更为优选地，所述Ga金属丝通过原位形成穿透玻璃纤维布。
具体地，所述SnO2薄膜层与玻璃纤维布、β-Ga2O3薄膜层面积大小对等，其面积均为2.0×2.0～3.0×3.0cm2，所述SnO2薄膜层厚度为1-1.5μm所述β-Ga2O3薄膜层的厚度为0.5-1.0μm；所述Au薄膜层作为SnO2/β-Ga2O3异质结的上电极， Au薄膜层的厚度为30-80nm，面积为0.5×0.5cm2；所述Ga薄膜层作为 SnO2/β-Ga2O3异质结的下电极，Ga薄膜层的形状为直径0.5cm的圆形，厚度为 100-150nm；紫外探测器可弯曲和折叠。
进一步地，所述SnO2/β-Ga2O3异质结形成内建电场，可分离光生载流子，使得探测器可在0V偏压下工作，实现自供电日盲区紫外线的探测，探测200-280 nm的日盲紫外光。
本发明还包括一种玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，对玻璃纤维布进行清洗，清洗过程如下：将玻璃纤维布依次浸泡到丙酮、乙醇、去离子水中各超声10分钟，取出后再用去离子水冲洗，最后用干燥的N2气吹干，待用；
步骤二，把SnO2和Ga2O3靶材分别放置在磁控溅射沉积系统的两个靶台位置，将步骤一处理后的玻璃纤维布固定在样品托上，放进真空腔；
步骤三，将真空腔腔体抽真空，调整真空腔内的压强，通入氩气，加热玻璃纤维布，利用磁控溅射法先沉积一层SnO2薄膜，然后在SnO2薄膜上方沉积一层β-Ga2O3薄膜，其中，SnO2和Ga2O3靶材与玻璃纤维布的距离均设定为5厘米，抽真空后腔体压强为1×10-6Pa，加热玻璃纤维布时腔体压强为1.0-1.5Pa；
步骤四，利用掩膜版并通过射频磁控溅射技术在步骤三所得的β-Ga2O3薄膜上面沉积一层Au薄膜作为上电极，形成Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布，其中，溅射工艺条件：抽真空后腔体压强为1×10-4Pa，衬底温度为室温，工作气氛为Ar气，工作气压为0.8-1.0Pa，溅射功率为60-80W，溅射时间为2min；
步骤五，在步骤四中获得的Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布的衬底下方采用机械力压印一片直径为0.5cm的Ga电极，作为SnO2/β-Ga2O3异质结的下电极，该电极的厚度为100-150nm。
作为优选，所述的步骤三中沉积一层SnO2薄膜时玻璃纤维布的加热温度为 500-600℃，溅射功率为80-100W，沉积时间为1-1.5小时。
更为优选地，沉积β-Ga2O3薄膜时玻璃纤维布的加热温度为700-800℃，溅射功率为60-80W，沉积时间为1-1.5小时。
具体地，所述的步骤五中先将Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布的衬底一侧朝上放置于加热台，设置加热台的温度为100℃，将一粒Ga金属放置于玻璃纤维布衬底上方，待镓金属融化，利用机械力将镓金属压印成片，通过挤压，部分液体镓金属穿过玻璃纤维布的空隙，形成镓金属丝，连接SnO2薄膜和镓金属下电极。
本发明的优点和有益效果：
1、本发明的紫外探测器，通过在柔性衬底上原位合成氧化锡/氧化镓异质结薄膜，使得探测器的异质结与衬底结合牢固，稳定性强，由于SnO2/β-Ga2O3异质结形成内建电场，可分离光生载流子，使得探测器可在0V偏压下工作，实现自供电日盲区紫外线的探测。
2、本发明的紫外探测器，可弯曲、可折叠，可用于在便捷式穿戴设备和智能纺织品等领域的紫外线检测。
3、本发明的紫外探测器的制备方法，采用微纳米加工技术，工艺可控性强，操作简单，所得薄膜表面致密，厚度稳定均一，且重复测试具有可恢复性等特点，具有很大的应用前景。
附图说明
图1是本发明方法制得的玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器的结构示意图；
图2是用本发明方法制得的SnO2薄膜的XRD图谱；
图3是用本发明方法制得的β-Ga2O3薄膜的XRD图谱；
图4是用本发明方法制得的玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器在0V偏压及光强为50μW/cm2的254nm和365nm光照下的I-t曲线。其中，1-玻璃纤维布；2-SnO2薄膜层；3-β-Ga2O3薄膜层；4-Au薄膜层；5-Ga 薄膜层；6-Ga金属丝。
具体实施方式
结合附图对本发明的内容进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。居于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器的制备方法，步骤如下：
(1)对玻璃纤维布衬底进行清洗，清洗过程如下：将衬底依次浸泡到丙酮、乙醇、去离子水中各超声10分钟，取出后再用去离子水冲洗，最后用干燥的N2气吹干，待用；
(2)把SnO2和Ga2O3靶材分别放置在磁控溅射沉积系统的两个靶台位置，将步骤1)处理后的玻璃纤维布衬底固定在样品托上，放进真空腔；
(3)将腔体抽真空，调整真空腔内的压强，通入氩气，加热玻璃纤维布衬底，利用磁控溅射法先沉积一层SnO2薄膜，然后在SnO2薄膜上方沉积一层β-Ga2O3薄膜，其中，SnO2和Ga2O3靶材与玻璃纤维布衬底的距离均设定为5厘米，抽真空后腔体压强为1×10-6Pa，加热玻璃纤维布衬底时腔体压强为1.0Pa；沉积 SnO2薄膜时玻璃纤维布衬底的加热温度为500℃，溅射功率为80W，沉积时间为1小时；沉积β-Ga2O3薄膜时玻璃纤维布衬底的加热温度为700℃，溅射功率为60W，沉积时间为1小时；
(4)利用掩膜版并通过射频磁控溅射技术在步骤(3)所得的β-Ga2O3薄膜上面沉积一层Au薄膜作为上电极，其中，溅射工艺条件：抽真空后腔体压强为1×10-4 Pa，衬底温度为室温，工作气氛为Ar气，工作气压为1.0Pa，溅射功率为80W，溅射时间为2min；
(5)在步骤(4)中获得的Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布的衬底下方采用机械力压印一片直径为0.5cm的Ga电极，作为SnO2/β-Ga2O3异质结的下电极，该电极的厚度为150nm。
所述的步骤(5)中先将Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布的衬底一侧朝上放置于加热台，设置加热台的温度为100℃，将一粒Ga金属放置于玻璃纤维布衬底上方，待镓金属融化，利用机械力将镓金属压印成片，通过挤压，部分液体镓金属穿过玻璃纤维布的空隙，形成镓金属丝，连接SnO2薄膜和镓金属下电极。
经过上述实验过程即可制备得到氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器，如图1所示，依次包括作为衬底的玻璃纤维布1，设置于玻璃纤维布上的SnO2薄膜层2，设置于SnO2薄膜层2上β-Ga2O3薄膜层3，设置于β-Ga2O3薄膜层3上的电极Au薄膜层4，以及设置于玻璃纤维布1底端的电极Ga薄膜层5，Ga薄膜层5和SnO2薄膜层2位于玻璃纤维布1的两侧，Ga薄膜层5和SnO2薄膜层2 之间设置Ga金属丝6，所述Ga金属丝6贯穿于玻璃纤维布1并连通Ga薄膜层6和SnO2薄膜层2，所述SnO2薄膜2与β-Ga2O3薄膜层3接触面形成SnO2/β-Ga2O3异质结。
图2为步骤(3)中所得第一层薄膜的XRD图谱，图中(100)、(101)、(200)、 (211)、(220)、(310)和(112)衍射峰为四方晶系金红石相SnO2的特征峰，没有发现其它杂质的特征峰，表明在柔性玻璃纤维基底上成功制备了SnO2薄膜。对步骤 (3)中所得第二层薄膜进行XRD分析(如图3)，可以看出，图谱中的所有衍射峰均为β-Ga2O3的特征峰。
对步骤(5)中所得的Au/SnO2/β-Ga2O3/Ga玻璃纤维布基柔性紫外探测器进行光电性能测试，结果表明，该器件可在0V偏压下工作，具有可自供电工作的特点。图4给出了在0V偏压及光强为50μW/cm2的254nm光照下通过不断灯开灯关测得的I-t曲线。重复测试4个I-t循环，该器件表现出很好的重复性。在黑暗情况下，该探测器的暗电流为-4nA，当光强为50μW/cm2的254nm紫外光照射后，电流迅速增加至-92nA，光暗比Iphoto/Idark达到23，灵敏度高。在相同光照强度下，利用365nm的紫外光对所得Au/SnO2/β-Ga2O3/Ga玻璃纤维布基柔性紫外探测器进行光电检测，发现无光电流响应，表明本发明所得的柔性紫外探测器具有日盲特性，可以在室外工作而不受太阳光的干扰，有望在便捷式穿戴设备和智能纺织品等领域得到广泛应用。
实施例2
玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器的制备方法，步骤如下：
(1)对玻璃纤维布衬底进行清洗，清洗过程如下：将衬底依次浸泡到丙酮、乙醇、去离子水中各超声10分钟，取出后再用去离子水冲洗，最后用干燥的N2气吹干，待用；
(2)把SnO2和Ga2O3靶材分别放置在磁控溅射沉积系统的两个靶台位置，将步骤1)处理后的玻璃纤维布衬底固定在样品托上，放进真空腔；
(3)将腔体抽真空，调整真空腔内的压强，通入氩气，加热玻璃纤维布衬底，利用磁控溅射法先沉积一层SnO2薄膜，然后在SnO2薄膜上方沉积一层β-Ga2O3薄膜，其中，SnO2和Ga2O3靶材与玻璃纤维布衬底的距离均设定为5厘米，抽真空后腔体压强为1×10-6Pa，加热玻璃纤维布衬底时腔体压强为1.0Pa；沉积 SnO2薄膜时玻璃纤维布衬底的加热温度为500℃，溅射功率为100W，沉积时间为1小时；沉积β-Ga2O3薄膜时玻璃纤维布衬底的加热温度为700℃，溅射功率为60W，沉积时间为1小时；
(4)利用掩膜版并通过射频磁控溅射技术在步骤(3)所得的β-Ga2O3薄膜上面沉积一层Au薄膜作为上电极，其中，溅射工艺条件：抽真空后腔体压强为1×10-4 Pa，衬底温度为室温，工作气氛为Ar气，工作气压为1.0Pa，溅射功率为70W，溅射时间为2min；
(5)在步骤(4)中获得的Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布的衬底下方采用机械力压印一片直径为0.5cm的Ga电极，作为SnO2/β-Ga2O3异质结的下电极，该电极的厚度为150nm。
其中，所述的步骤(5)中先将Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布的衬底一侧朝上放置于加热台，设置加热台的温度为100℃，将一粒Ga金属放置于玻璃纤维布衬底上方，待镓金属融化，利用机械力将镓金属压印成片，通过挤压，部分液体镓金属穿过玻璃纤维布的空隙，形成镓金属丝，连接SnO2薄膜和镓金属下电极。
得到氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器如图1所示。
实施例3
玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器的制备方法，步骤如下：
(1)对玻璃纤维布衬底进行清洗，清洗过程如下：将衬底依次浸泡到丙酮、乙醇、去离子水中各超声10分钟，取出后再用去离子水冲洗，最后用干燥的N2气吹干，待用；
(2)把SnO2和Ga2O3靶材分别放置在磁控溅射沉积系统的两个靶台位置，将步骤1)处理后的玻璃纤维布衬底固定在样品托上，放进真空腔；
(3)将腔体抽真空，调整真空腔内的压强，通入氩气，加热玻璃纤维布衬底，利用磁控溅射法先沉积一层SnO2薄膜，然后在SnO2薄膜上方沉积一层β-Ga2O3薄膜，其中，SnO2和Ga2O3靶材与玻璃纤维布衬底的距离均设定为5厘米，抽真空后腔体压强为1×10-6Pa，加热玻璃纤维布衬底时腔体压强为1.0Pa；沉积 SnO2薄膜时玻璃纤维布衬底的加热温度为550℃，溅射功率为80W，沉积时间为1小时；沉积β-Ga2O3薄膜时玻璃纤维布衬底的加热温度为800℃，溅射功率为70W，沉积时间为1.5小时；
(4)利用掩膜版并通过射频磁控溅射技术在步骤(3)所得的β-Ga2O3薄膜上面沉积一层Au薄膜作为上电极，其中，溅射工艺条件：抽真空后腔体压强为1×10-4 Pa，衬底温度为室温，工作气氛为Ar气，工作气压为0.8Pa，溅射功率为70W，溅射时间为2min；
(5)在步骤(4)中获得的Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布的衬底下方采用机械力压印一片直径为0.5cm的Ga电极，作为SnO2/β-Ga2O3异质结的下电极，该电极的厚度为150nm。
所述的步骤(5)中先将Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布的衬底一侧朝上放置于加热台，设置加热台的温度为100℃，将一粒Ga金属放置于玻璃纤维布衬底上方，待镓金属融化，利用机械力将镓金属压印成片，通过挤压，部分液体镓金属穿过玻璃纤维布的空隙，形成镓金属丝，连接SnO2薄膜和镓金属下电极。
具体得到氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器如图1所示。
实施例4
玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器的制备方法，步骤如下：
(1)对玻璃纤维布衬底进行清洗，清洗过程如下：将衬底依次浸泡到丙酮、乙醇、去离子水中各超声10分钟，取出后再用去离子水冲洗，最后用干燥的N2气吹干，待用；
(2)把SnO2和Ga2O3靶材分别放置在磁控溅射沉积系统的两个靶台位置，将步骤1)处理后的玻璃纤维布衬底固定在样品托上，放进真空腔；
(3)将腔体抽真空，调整真空腔内的压强，通入氩气，加热玻璃纤维布衬底，利用磁控溅射法先沉积一层SnO2薄膜，然后在SnO2薄膜上方沉积一层β-Ga2O3薄膜，其中，SnO2和Ga2O3靶材与玻璃纤维布衬底的距离均设定为5厘米，抽真空后腔体压强为1×10-6Pa，加热玻璃纤维布衬底时腔体压强为1.0Pa；沉积 SnO2薄膜时玻璃纤维布衬底的加热温度为600℃，溅射功率为90W，沉积时间为1.5小时；沉积β-Ga2O3薄膜时玻璃纤维布衬底的加热温度为750℃，溅射功率为75W，沉积时间为1.5小时；
(4)利用掩膜版并通过射频磁控溅射技术在步骤(3)所得的β-Ga2O3薄膜上面沉积一层Au薄膜作为上电极，其中，溅射工艺条件：抽真空后腔体压强为1×10-4 Pa，衬底温度为室温，工作气氛为Ar气，工作气压为0.8Pa，溅射功率为60W，溅射时间为2min；
(5)在步骤(4)中获得的Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布的衬底下方采用机械力压印一片直径为0.5cm的Ga电极，作为SnO2/β-Ga2O3异质结的下电极，该电极的厚度为150nm。
所述的步骤(5)中先将Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布的衬底一侧朝上放置于加热台，设置加热台的温度为100℃，将一粒Ga金属放置于玻璃纤维布衬底上方，待镓金属融化，利用机械力将镓金属压印成片，通过挤压，部分液体镓金属穿过玻璃纤维布的空隙，形成镓金属丝，连接SnO2薄膜和镓金属下电极。
具体得到氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器如图1所示。
实施例5
玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器的制备方法，步骤如下：
(1)对玻璃纤维布衬底进行清洗，清洗过程如下：将衬底依次浸泡到丙酮、乙醇、去离子水中各超声10分钟，取出后再用去离子水冲洗，最后用干燥的N2气吹干，待用；
(2)把SnO2和Ga2O3靶材分别放置在磁控溅射沉积系统的两个靶台位置，将步骤1)处理后的玻璃纤维布衬底固定在样品托上，放进真空腔；
(3)将腔体抽真空，调整真空腔内的压强，通入氩气，加热玻璃纤维布衬底，利用磁控溅射法先沉积一层SnO2薄膜，然后在SnO2薄膜上方沉积一层β-Ga2O3薄膜，其中，SnO2和Ga2O3靶材与玻璃纤维布衬底的距离均设定为5厘米，抽真空后腔体压强为1×10-6Pa，加热玻璃纤维布衬底时腔体压强为1.5Pa；沉积 SnO2薄膜时玻璃纤维布衬底的加热温度为600℃，溅射功率为100W，沉积时间为1.5小时；沉积β-Ga2O3薄膜时玻璃纤维布衬底的加热温度为750℃，溅射功率为70W，沉积时间为1小时；
(4)利用掩膜版并通过射频磁控溅射技术在步骤(3)所得的β-Ga2O3薄膜上面沉积一层Au薄膜作为上电极，其中，溅射工艺条件：抽真空后腔体压强为1×10-4 Pa，衬底温度为室温，工作气氛为Ar气，工作气压为0.9Pa，溅射功率为70W，溅射时间为2min；
(5)在步骤(4)中获得的Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布的衬底下方采用机械力压印一片直径为0.5cm的Ga电极，作为SnO2/β-Ga2O3异质结的下电极，该电极的厚度为150nm。
所述的步骤(5)中先将Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布的衬底一侧朝上放置于加热台，设置加热台的温度为100℃，将一粒Ga金属放置于玻璃纤维布衬底上方，待镓金属融化，利用机械力将镓金属压印成片，通过挤压，部分液体镓金属穿过玻璃纤维布的空隙，形成镓金属丝，连接SnO2薄膜和镓金属下电极。
具体得到氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器如图1所示。
实施例6
如图1所示，一种玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器，其特征在于，，依次包括作为衬底的玻璃纤维布1，设置于玻璃纤维布上的SnO2薄膜层2，设置于SnO2薄膜层2上β-Ga2O3薄膜层3，设置于β-Ga2O3薄膜层3上的电极Au薄膜层4，以及设置于玻璃纤维布1底端的电极Ga薄膜层5， Ga薄膜层5和SnO2薄膜层2位于玻璃纤维布1的两侧，Ga薄膜层5和SnO2薄膜层2之间设置Ga金属丝6，所述Ga金属丝6贯穿于玻璃纤维布1并连通 Ga薄膜层6和SnO2薄膜层2，所述SnO2薄膜2与β-Ga2O3薄膜层3接触面形成 SnO2/β-Ga2O3异质结。。
优选地，所述Ga金属丝6与Ga薄膜层5为一体结构。
更为优选地，所述Ga金属丝6通过原位形成穿透玻璃纤维布1。
具体地，所述SnO2薄膜层2与玻璃纤维布1、β-Ga2O3薄膜层3面积大小对等，其面积均为2.0×2.0～3.0×3.0cm2，所述SnO2薄膜层2厚度为1-1.5μm所述β-Ga2O3薄膜层3的厚度为0.5-1.0μm；所述Au薄膜层4作为SnO2/β-Ga2O3异质结的上电极，Au薄膜层4的厚度为30-80nm，面积为0.5×0.5cm2；所述Ga薄膜层5作为SnO2/β-Ga2O3异质结的下电极，Ga薄膜层5的形状为直径0.5cm的圆形，厚度为100-150nm；紫外探测器可弯曲和折叠。
进一步地，所述SnO2/β-Ga2O3异质结形成内建电场，可分离光生载流子，使得探测器可在0V偏压下工作，实现自供电日盲区紫外线的探测，探测200-280 nm的日盲紫外光。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上、在本发明的方法和原则之内，所作的任何修改等同替换、改进，均应包含在本发明的保护范围之内。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器，其特征在于，依次包括作为衬底的玻璃纤维布，设置于玻璃纤维布上的SnO2薄膜层，设置于SnO2薄膜层上β-Ga2O3薄膜层，设置于β-Ga2O3薄膜层上的电极Au薄膜层，以及设置于玻璃纤维布底端的电极Ga薄膜层，Ga薄膜层和SnO2薄膜层位于玻璃纤维布的两侧，Ga薄膜层和SnO2薄膜层之间设置Ga金属丝，所述Ga金属丝贯穿于玻璃纤维布并连通Ga薄膜层和SnO2薄膜层，所述SnO2薄膜与β-Ga2O3薄膜层接触面形成SnO2/β-Ga2O3异质结。
2.根据权利要求1所述的玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器，其特征在于，所述SnO2薄膜层与玻璃纤维布、β-Ga2O3薄膜层面积大小对等，其面积均为2.0×2.0～3.0×3.0cm2，所述SnO2薄膜层厚度为1-1.5μm， 所述β-Ga2O3薄膜层的厚度为0.5-1.0μm；所述Au薄膜层作为SnO2/β-Ga2O3异质结的上电极，Au薄膜层的厚度为30-80nm，面积为0.5×0.5cm2；所述Ga薄膜层作为SnO2/β-Ga2O3异质结的下电极，Ga薄膜层的形状为直径0.5cm的圆形，厚度为100-150nm；紫外探测器可弯曲和折叠。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器，其特征在于，所述SnO2/β-Ga2O3异质结形成内建电场，可分离光生载流子，使得探测器可在0V偏压下工作，实现自供电日盲区紫外线的探测，探测200-280nm的日盲紫外光。
4.一种权利要求1-3任意一项所述的玻璃纤维基自供电柔性氧化锡/氧化镓异质结薄膜紫外探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，对玻璃纤维布进行清洗，清洗过程如下：将玻璃纤维布依次浸泡到丙酮、乙醇、去离子水中各超声10分钟，取出后再用去离子水冲洗，最后用干燥的N2气吹干，待用；
步骤二，把SnO2和Ga2O3靶材分别放置在磁控溅射沉积系统的两个靶台位置，将步骤一处理后的玻璃纤维布固定在样品托上，放进真空腔；
步骤三，将真空腔腔体抽真空，调整真空腔内的压强，通入氩气，加热玻璃纤维布，利用磁控溅射法先沉积一层SnO2薄膜，然后在SnO2薄膜上方沉积一层β-Ga2O3薄膜，其中，SnO2和Ga2O3靶材与玻璃纤维布的距离均设定为5厘米，抽真空后腔体压强为1×10-6Pa，加热玻璃纤维布时腔体压强为1.0-1.5Pa；
步骤四，利用掩膜版并通过射频磁控溅射技术在步骤三所得的β-Ga2O3薄膜上面沉积一层Au薄膜作为上电极，形成Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布，其中，溅射工艺条件：抽真空后腔体压强为1×10-4Pa，衬底温度为室温，工作气氛为Ar气，工作气压为0.8-1.0Pa，溅射功率为60-80W，溅射时间为2min；
步骤五，在步骤四中获得的Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布的衬底下方采用机械力压印一片直径为0.5cm的Ga电极，作为SnO2/β-Ga2O3异质结的下电极，该电极的厚度为100-150nm。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤三中沉积一层SnO2薄膜时玻璃纤维布的加热温度为500-600℃，溅射功率为80-100W，沉积时间为1-1.5小时；沉积β-Ga2O3薄膜时玻璃纤维布的加热温度为700-800℃，溅射功率为60-80W，沉积时间为1-1.5小时。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤五中先将Au/SnO2/β-Ga2O3/玻璃纤维布的衬底一侧朝上放置于加热台，设置加热台的温度为100℃，将一粒Ga金属放置于玻璃纤维布衬底上方，待镓金属融化，利用机械力将镓金属压印成片，通过挤压，部分液体镓金属穿过玻璃纤维布的空隙，形成Ga金属丝，连接SnO2薄膜和镓金属下电极。
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