CN109103213B - 一种基于头发的柔性光学逻辑门及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种基于头发上的柔性光学逻辑门及其制造方法。该柔性光学逻辑门包括第一光电探测器和第二光电探测器，用于分别接收第一光信号和第二光信号。第一光电探测器和第二光电探测器的结构完全一致，均采用以头发为柔性基底的p‑n异质结构，通过第一光电探测器和第二光电探测器在电路中的不同方式组合方式，实现逻辑“与门”、逻辑“或门”和逻辑“与非门”处理功能，可应用于柔性非易失性存储、柔性逻辑存储、柔性逻辑处理等诸多领域。本发明利用异质结材料之间精确的能级排布关系，克服ZnO光敏材料紫外光光响应慢的缺点。采用头发作为光学逻辑门的柔性基底，具有工艺简单、成本低、柔性可弯曲等优点。
Description
技术领域
本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种基于头发上的柔性光学逻辑门及其制造方法。
背景技术
在未来的全光网络中，光交换、光计算和光传输是实现光信号处理的核心单元，而它们都要以光学逻辑门为基础工作。光学逻辑门是实现光交换系统的核心器件和决定网络性能的关键因素。光交换技术的最终发展趋势是光控光交换。因此，实现光分组交换的关键是开发高速光学逻辑门器件。同时，光学逻辑门的发展是实现电计算向光计算跨越的桥梁，可以突破电子瓶颈的限制，提高网络容量。光学逻辑门还可以实现全光信号提取、全光地址识别和全光复用等。因此，在未来的全光高速通信网络和新一代光计算机中将有着巨大的应用潜力。
目前，已经提出多种基于半导体光放大器(SOA)、微光机电系统(MOEMS)、光子晶体波导、微环谐振器和环形激光器等结构的光学逻辑门。然而这些光学逻辑门工艺复杂、成本高昂，并且不能弯曲，这些都大大限制它们在未来柔性智能光电器件中的应用。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于一种基于头发的柔性光学逻辑门及其制造方法，利用两个基于头发上的光电探测器在电路中的不同集成方式实现光学逻辑“与门”、“或门”和“与非门”，有效解决现有光学逻辑门刚性不能弯曲的问题。同时，该方法制备简单、成本低廉，有利于产业化应用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种基于头发的柔性光学逻辑门，包括第一光电探测器和第二光电探测器，第一光电探测器和第二光电探测器以不同方式组合，用于接收第一光信号和第二光信号；第一光电探测器和第二光电探测器的结构完全一致，并且由内而外依次包括头发、Al掺杂ZnO、ZnO纳米棒、聚(9-乙烯基咔唑)、聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)和金属Ag电极，头发为健康人类头发，Al掺杂ZnO为电子传输层，ZnO纳米棒为n型紫外光敏感半导体材料，聚(9-乙烯基咔唑)为p型材料，聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)为空穴传输层。
所述的基于头发的柔性光学逻辑门，第一光电探测器和所述的第二光电探测器均有两个电极，这两个电极分别为正极和负极，正极为光电探测器的聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)端，负极为光电探测器的Al掺杂ZnO端。
所述的基于头发的柔性光学逻辑门，第一光信号和第二光信号为两个独立输入的光学信号，第一光信号施加在第一光电探测器，第二光信号施加在第二光电探测器；光电探测器施加光信号时记录逻辑输入为“1”，不施加光信号时记录逻辑输入为“0”。
所述的基于头发的柔性光学逻辑门，基于头发的柔性光学逻辑门为与门(AND)，第一光电探测器与第二光电探测器串联；
第一光电探测器的正极与第二光电探测器的负极相连，第一光电探测器的负极与外加电压源连接作为逻辑门的供能电极；第二光电探测器的正极与地端连接，用于测量电流信号；
当所述的第一光信号输入为1，第二光信号输入为1时，所述逻辑运算结果为“1”；
当所述的第一光信号输入为1，第二光信号输入为0时，所述逻辑运算结果为“0”；
当所述的第一光信号输入为0，第二光信号输入为1时，所述逻辑运算结果为“0”；
当所述的第一光信号输入为0，第二光信号输入为0时，所述逻辑运算结果为“0”。
所述的基于头发的柔性光学逻辑门，基于头发的柔性光学逻辑门为或门(OR)，第一光电探测器与第二光电探测器并联；
第一光电探测器的正极与第二光电探测器的正极相连并与地端连接，用于测量电流信号；第一光电探测器的负极与第二光电探测器的负极相连并与外加电压源连接，作为逻辑门的供能电极；
当所述的第一光信号输入为1，第二光信号输入为1时，所述逻辑运算结果为“1”；
当所述的第一光信号输入为1，第二光信号输入为0时，所述逻辑运算结果为“1”；
当所述的第一光信号输入为0，第二光信号输入为1时，所述逻辑运算结果为“1”；
当所述的第一光信号输入为0，第二光信号输入为0时，所述逻辑运算结果为“0”。
所述的基于头发的柔性光学逻辑门，基于头发的柔性光学逻辑门为与非门(NAND)，所述的第一光电探测器与第二光电探测器串联，所述的第一光电探测器的外部电极与Al掺杂ZnO层相连；
第一光电探测器的正极与第二光电探测器的负极相连，第一光电探测器的负极与电压表和第二光电探测器的正极相连，电压表用于测量电压信号，第二光电探测器的正极与地端相连；第一光电探测器的外部电极在第一光电探测器的负极外侧，第一光电探测器的外部电极与外加电压源连接，作为逻辑门的功能电极；
当所述的第一光信号输入为1，第二光信号输入为1时，所述逻辑运算结果为“1”；
当所述的第一光信号输入为1，第二光信号输入为0时，所述逻辑运算结果为“1”；
当所述的第一光信号输入为0，第二光信号输入为1时，所述逻辑运算结果为“1”；
当所述的第一光信号输入为0，第二光信号输入为0时，所述逻辑运算结果为“0”。
所述的基于头发的柔性光学逻辑门，外加电压源为恒定值。
所述的基于头发的柔性光学逻辑门，相连所用的金属为Ag。
所述的基于头发的柔性光学逻辑门的制造方法，包括以下步骤：
1)头发基底的准备
将健康人类头发依次置于丙酮溶液、酒精溶液和去离子水中，分别超声清洗5～15分钟，清洗后在50～70℃下烘干50～70分钟；
2)基于头发上的异质结的制备
利用磁控溅射的方法在头发的表面沉积一层AZO薄膜，形成头发/AZO薄膜异质结构；
将一部分头发/AZO薄膜异质结垂直浸渍于ZnO生长液中，利用水热法在AZO表面生长垂直于AZO表面的n-型ZnO纳米棒阵列，形成头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒异质结构；
将一部分头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒异质结垂直浸渍于p型PVK三氯甲烷溶液中5～7小时，然后将其在50～70℃下烘干50～70分钟，形成头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK异质结构；
将头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK异质结构垂直部分浸渍于PEDOT:PSS水溶液中5～7小时，并在50～70℃下烘干50～70分钟，形成头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK/PEDOT:PSS异质结构；
3)第一光电探测器和第二光电探测器的制备
将头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK/PEDOT:PSS异质结构两端分别浸渍在银胶中，形成金属Ag电极，得到最终的第一光电探测器和第二光电探测器；
4)用银胶将所述的第一光电探测器和第二光电探测器按照所需实现的逻辑功能连接起来，得到基于头发的柔性光学逻辑门；
其中，AZO为Al掺杂ZnO，PVK为聚(9-乙烯基咔唑)，PEDOT:PSS为聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)。
所述的基于头发的柔性光学逻辑门的制造方法，AZO薄膜的厚度为50～200nm；按重量份数计，ZnO生长液的成分如下：六水合硝酸锌0.5～2份，六亚甲基四胺0.3～0.6份，氨水3～6份，去离子水100份；n-型ZnO纳米棒阵列的直径为50～500nm，长度为200nm～20μm；p型PVK三氯甲烷溶液中，PVK浓度为4～6mg/ml；PEDOT:PSS水溶液中，PEDOT:PSS的质量百分比为1～2wt％。
本发明的设计思想是：
本发明柔性光学逻辑门包括第一光电探测器和第二光电探测器，用于分别接收第一光信号和第二光信号。第一光电探测器和第二光电探测器的结构完全一致，均采用以头发为柔性基底的p-n异质结构，通过第一光电探测器和第二光电探测器在电路中的不同方式组合方式，实现逻辑“与门”、逻辑“或门”和逻辑“与非门”处理功能，该柔性光学逻辑门可应用于柔性非易失性存储、柔性逻辑存储、柔性逻辑处理等诸多领域。本发明利用异质结材料之间精确的能级排布关系，克服ZnO光敏材料紫外光光响应慢的缺点。并且，本发明采用头发作为光学逻辑门的柔性基底，具有工艺简单、成本低、柔性可弯曲等优点。
与现有技术相比，本发明基于头发的柔性光学逻辑门的优点及有益效果在于：
1)本发明利用头发作为材料的生长基底来制备柔性的光学逻辑门，相对于传统的柔性基底，头发无需复杂的制备过程，几乎无生产成本。并且，在头发产生和降解处理的过程中不会对环境造成污染，具有良好的生物降解性、在空气中稳定、力学性能好。
2)本发明通过采用基于头发上的AZO/ZnO/PVK/PEDOT:PSS异质结构光电探测器，大幅降低光学信号转换为电学信号所需的时间。
3)本发明通过将第一光电探测器和第二光电探测器在电路中进行不同的组合连接，能够实现“与”、“或”和“与非”在内的各种逻辑运算。
4)本发明的光学逻辑门制造方法简单、成本低廉、成品率高，能够广泛的应用于光电子智能器件中。
5)本发明所设计的基于头发的柔性光学逻辑门，在弯曲条件下依然可以稳定工作。
附图说明
图1中，(a)和(b)分别是生长在头发上的ZnO纳米棒阵列的低倍SEM图像和高倍SEM图像，(c)为头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK/PEDOT:PSS异质结构的低倍SEM图像。
图2中，(a)、(b)、(c)和(d)分别是本发明光学逻辑与门的结构示意图、光学照片、电路示意图和逻辑示意图。(e)为本发明的光学逻辑与门的逻辑输出曲线，插图为真值表，横坐标Time代表时间(s)，纵坐标Current代表电流(nA)。
图3中，(a)、(b)、(c)和(d)分别是本发明光学逻辑或门的结构示意图、光学照片、电路示意图和逻辑示意图。(e)为本发明的光学逻辑或门的逻辑输出曲线，插图为真值表，横坐标Time代表时间(s)，纵坐标Current代表电流(nA)。
图4中，(a)、(b)、(c)和(d)分别是本发明光学逻辑与非门的结构示意图、光学照片、电路示意图和逻辑示意图。(e)为本发明的光学逻辑与非门的逻辑输出曲线，插图为真值表，横坐标Time代表时间(s)，纵坐标Voltage代表电压(V)。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一个方面，提供一种基于头发的柔性光学逻辑门，包括第一光电探测器和第二光电探测器，所述第一光电探测器和第二光电探测器以不同方式组合，用于接收第一光信号和第二光信号；其中：
第一光电探测器和第二光电探测器的结构完全一致，并且由内而外依次包括头发、Al掺杂ZnO(AZO，Al的掺杂量占1～2wt％)、ZnO纳米棒、聚(9-乙烯基咔唑)(PVK)、聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)和金属Ag电极；头发为健康人类头发，AZO为电子传输层，ZnO纳米棒为n型紫外光敏感半导体材料，PVK为p型材料，PEDOT:PSS为空穴传输层。
第一光电探测器和所述的第二光电探测器均有两个电极，这两个电极分别为正极和负极，正极为光电探测器的PEDOT:PSS端，负极为光电探测器的AZO端。第一光信号和第二光信号为两个独立输入的光学信号，第一光信号施加在第一光电探测器，第二光信号施加在第二光电探测器；光电探测器施加光信号时记录逻辑输入为“1”，不施加光信号时记录逻辑输入为“0”。
本发明的另一个方面，提供一种基于头发的柔性光学逻辑门的制造方法，包括以下步骤：
步骤1，头发基底的准备：将健康人类头发依次置于丙酮溶液、酒精溶液和去离子水中，分别超声清洗10分钟，清洗后在60℃下烘干60分钟。
步骤2，基于头发上的异质结的制备：利用磁控溅射的方法在头发的表面沉积一层AZO薄膜，AZO薄膜的厚度为150nm，形成头发/AZO薄膜异质结构。将一部分头发/AZO薄膜异质结垂直浸渍于ZnO生长液中，利用水热法在AZO表面生长垂直于AZO表面的n-型ZnO纳米棒阵列，n-型ZnO纳米棒阵列的直径为400nm，长度为3μm，形成头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒异质结构。ZnO生长液包括：0.744g六水合硝酸锌、0.35g六亚甲基四胺、3.5ml氨水和100ml去离子水。
将一部分头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒异质结垂直浸渍于PVK三氯甲烷溶液(溶液中PVK的浓度为5mg/ml)中6小时，然后将其在60℃下烘干1小时，形成头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK异质结构。将头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK异质结构垂直部分浸渍于PEDOT:PSS水溶液(溶液中PEDOT:PSS的浓度为1.5wt％)中6小时，并在60℃下烘干1小时，形成头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK/PEDOT:PSS异质结构。
图1a和图1b分别给出生长在头发上的ZnO纳米棒阵列的低倍SEM图像和高倍SEM图像，从图中可以看出ZnO纳米棒均匀、致密的覆盖在头发表面。图1c为头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK/PEDOT:PSS异质结构的低倍SEM图像，从图中可以看出ZnO纳米棒在经过PVK和PEDOT:PSS浸渍、烘干之后，异质结表面完整、光滑，说明PVK和PEDOT:PSS完全覆盖在ZnO纳米棒表面。
步骤3，第一光电探测器和第二光电探测器的制备：将头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK/PEDOT:PSS异质结构两端分别浸渍在Ag胶中，形成金属Ag电极。从而，分别得到最终的第一光电探测器和第二光电探测器。
步骤4：用银胶将所述的第一光电探测器和第二光电探测器按照所需实现的逻辑功能连接起来，得到基于头发的柔性光学逻辑门。
如果，将第一光电探测器与第二光电探测器串联，其中第一光电探测器的正极与第二光电探测器的负极相连。同时，第一光电探测器的负极与外加电压源连接作为逻辑门的供能电极，第二光电探测器的正极与地端连接用于测量电流信号。此时，得到的基于头发的柔性光学逻辑门为与门。
图2a、b、c和d给出本发明的光学逻辑与门的结构示意图、光学照片、电路示意图和逻辑示意图。从这些图中可以清晰的看出本发明所设计的光学逻辑与门的结构。图2e给出本发明的光学逻辑与门的逻辑输出曲线，从图中可以看出，(1)当没有UV光照射到第一光电探测器(A)和第二光电探测器(B)，即逻辑值同时为“0”时，输出的电流值为低，对应的逻辑值为“0”。(2)当只有一束UV光照射第一光电探测器(A)或第二光电探测器(B)，即第一光电探测器(A)和第二光电探测器(B)接收信号的逻辑值分别为“0”和“1”或“1”和“0”时，输出的电流值为低，对应的逻辑值为“0”。(3)当有两束UV光同时照射第一光电探测器(A)和第二光电探测器(B)时，输出的电流值为高，对应的逻辑值为“1”。因此，输入信号与输出信号之间的对应关系构成如插图所示的“与”逻辑真值表。综上所述，输入光信号与输出电流信号之间的对应关系可构成相应的“与”逻辑关系。
如果，将第一光电探测器与第二光电探测器并联，并且第一光电探测器的正极与第二光电探测器的正极相连并与地端连接，用于测量电流信号。同时，第一光电探测器的负极与第二光电探测器的负极相连并与外加电压源连接，作为逻辑门的供能电极。此时，得到的基于头发的柔性光学逻辑门为或门。
图3a、b、c和d给出本发明的光学逻辑或门的结构示意图、光学照片、电路示意图和逻辑示意图。从这些图中可以清晰的理解本发明所设计的光学逻辑或门的结构。图3e为本发明的光学逻辑或门的输出曲线，从图中可以看出，(1)当没有UV光照射到第一光电探测器(A)和第二光电探测器(B)，即逻辑值同时为“0”时，输出的电流值为低，对应的逻辑值为“0”。(2)当只有一束UV光照射第一光电探测器(A)或第二光电探测器(B)，即第一光电探测器(A)和第二光电探测器(B)接收信号的逻辑值分别为“0”和“1”或“1”和“0”时，输出的电流值为高，对应的逻辑值为“1”。(3)当有两束光照强度一致的UV光同时照射第一光电探测器(A)和第二光电探测器(B)时，输出的电流值为高，对应的逻辑值为“1”。因此，输入信号与输出信号之间的对应关系构成如插图所示的“或”逻辑真值表。综上所述，输入光信号与输出电流信号之间的对应关系可构成相应的“或”逻辑关系。
如果，将第一光电探测器与第二光电探测器串联，其中第一光电探测器的外部电极与AZO层相连，第一光电探测器的正极与第二光电探测器的负极相连，第一光电探测器的负极与电压表和第二光电探测器的正极相连。同时，第二光电探测器的正极与地端相连，第一光电探测器的外部电极在第一光电探测器的负极外侧，第一光电探测器的外部电极与外加电压源连接，作为逻辑门的功能电极。此时，得到的基于头发的柔性光学逻辑门为与非门。
图4a、b、c和d为本发明的光学逻辑与非门的结构示意图、光学照片、电路示意图和逻辑示意图。从这些图中可以清晰的理解本发明所设计的光学逻辑与非门的结构。图4e为本发明的光学逻辑与非门的输出曲线，从图中可以看出，(1)当没有UV光照射到第一光电探测器(A)和第二光电探测器(B)，即逻辑值同时为“0”时，输出的电流值为低，对应的逻辑值为“1”。(2)当只有一束UV光照射第一光电探测器(A)或第二光电探测器(B)，即第一光电探测器(A)和第二光电探测器(B)接收信号的逻辑值分别为“0”和“1”或“1”和“0”时，输出的电流值为高，对应的逻辑值为“1”。(3)当有两束光照强度一致的UV光同时照射第一光电探测器(A)和第二光电探测器(B)时，输出的电流值为低，对应的逻辑值为“0”。因此，输入信号与输出信号之间的对应关系构成如插图所示的“与非”逻辑真值表。综上所述，输入光信号与输出电流信号之间的对应关系可构成相应的“与非”逻辑关系。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于头发的柔性光学逻辑门，其特征在于，包括第一光电探测器和第二光电探测器，第一光电探测器和第二光电探测器以不同方式组合，用于接收第一光信号和第二光信号；第一光电探测器和第二光电探测器的结构完全一致，并且由内而外依次包括头发、Al掺杂ZnO、ZnO纳米棒、聚(9-乙烯基咔唑)、聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)和金属Ag电极，头发为健康人类头发，Al掺杂ZnO为电子传输层，ZnO纳米棒为n型紫外光敏感半导体材料，聚(9-乙烯基咔唑)为p型材料，聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)为空穴传输层。
2.根据权利要求1所述的基于头发的柔性光学逻辑门，其特征在于，第一光电探测器和所述的第二光电探测器均有两个电极，这两个电极分别为正极和负极，正极为光电探测器的聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)端，负极为光电探测器的Al掺杂ZnO端。
3.根据权利要求1所述的基于头发的柔性光学逻辑门，其特征在于，第一光信号和第二光信号为两个独立输入的光学信号，第一光信号施加在第一光电探测器，第二光信号施加在第二光电探测器；光电探测器施加光信号时记录逻辑输入为“1”，不施加光信号时记录逻辑输入为“0”。
4.根据权利要求3所述的基于头发的柔性光学逻辑门，其特征在于，基于头发的柔性光学逻辑门为与门(AND)，第一光电探测器与第二光电探测器串联；
第一光电探测器的正极与第二光电探测器的负极相连，第一光电探测器的负极与外加电压源连接作为逻辑门的供能电极；第二光电探测器的正极与地端连接，用于测量电流信号；
当所述的第一光信号输入为1，第二光信号输入为1时，所述逻辑运算结果为“1”；
当所述的第一光信号输入为1，第二光信号输入为0时，所述逻辑运算结果为“0”；
当所述的第一光信号输入为0，第二光信号输入为1时，所述逻辑运算结果为“0”；
当所述的第一光信号输入为0，第二光信号输入为0时，所述逻辑运算结果为“0”。
5.根据权利要求3所述的基于头发的柔性光学逻辑门，其特征在于，基于头发的柔性光学逻辑门为或门(OR)，第一光电探测器与第二光电探测器并联；
第一光电探测器的正极与第二光电探测器的正极相连并与地端连接，用于测量电流信号；第一光电探测器的负极与第二光电探测器的负极相连并与外加电压源连接，作为逻辑门的供能电极；
当所述的第一光信号输入为1，第二光信号输入为1时，所述逻辑运算结果为“1”；
当所述的第一光信号输入为1，第二光信号输入为0时，所述逻辑运算结果为“1”；
当所述的第一光信号输入为0，第二光信号输入为1时，所述逻辑运算结果为“1”；
当所述的第一光信号输入为0，第二光信号输入为0时，所述逻辑运算结果为“0”。
6.根据权利要求3所述的基于头发的柔性光学逻辑门，其特征在于，基于头发的柔性光学逻辑门为与非门(NAND)，所述的第一光电探测器与第二光电探测器串联，所述的第一光电探测器的外部电极与Al掺杂ZnO层相连；
第一光电探测器的正极与第二光电探测器的负极相连，第一光电探测器的负极与电压表和第二光电探测器的正极相连，电压表用于测量电压信号，第二光电探测器的正极与地端相连；第一光电探测器的外部电极在第一光电探测器的负极外侧，第一光电探测器的外部电极与外加电压源连接，作为逻辑门的功能电极；
当所述的第一光信号输入为1，第二光信号输入为1时，所述逻辑运算结果为“1”；
当所述的第一光信号输入为1，第二光信号输入为0时，所述逻辑运算结果为“1”；
当所述的第一光信号输入为0，第二光信号输入为1时，所述逻辑运算结果为“1”；
当所述的第一光信号输入为0，第二光信号输入为0时，所述逻辑运算结果为“0”。
7.根据权利要求4～6任意一项所述的基于头发的柔性光学逻辑门，其特征在于，外加电压源为恒定值。
8.根据权利要求4～6任意一项所述的基于头发的柔性光学逻辑门，其特征在于，相连所用的金属为Ag。
9.一种权利要求1至8之一所述的基于头发的柔性光学逻辑门的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)头发基底的准备
将健康人类头发依次置于丙酮溶液、酒精溶液和去离子水中，分别超声清洗5～15分钟，清洗后在50～70℃下烘干50～70分钟；
2)基于头发上的异质结的制备
利用磁控溅射的方法在头发的表面沉积一层AZO薄膜，形成头发/AZO薄膜异质结构；
将一部分头发/AZO薄膜异质结垂直浸渍于ZnO生长液中，利用水热法在AZO表面生长垂直于AZO表面的n-型ZnO纳米棒阵列，形成头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒异质结构；
将一部分头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒异质结垂直浸渍于p型PVK三氯甲烷溶液中5～7小时，然后将其在50～70℃下烘干50～70分钟，形成头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK异质结构；
将头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK异质结构垂直部分浸渍于PEDOT:PSS水溶液中5～7小时，并在50～70℃下烘干50～70分钟，形成头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK/PEDOT:PSS异质结构；
3)第一光电探测器和第二光电探测器的制备
将头发/AZO薄膜/ZnO纳米棒/PVK/PEDOT:PSS异质结构两端分别浸渍在银胶中，形成金属Ag电极，得到最终的第一光电探测器和第二光电探测器；
4)用银胶将所述的第一光电探测器和第二光电探测器按照所需实现的逻辑功能连接起来，得到基于头发的柔性光学逻辑门；
其中，AZO为Al掺杂ZnO，PVK为聚(9-乙烯基咔唑)，PEDOT:PSS为聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)。
10.根据权利要求9所述的基于头发的柔性光学逻辑门的制造方法，其特征在于：
AZO薄膜的厚度为50～200nm；
按重量份数计，ZnO生长液的成分如下：六水合硝酸锌0.5～2份，六亚甲基四胺0.3～0.6份，氨水3～6份，去离子水100份；
n-型ZnO纳米棒阵列的直径为50～500nm，长度为200nm～20μm；
p型PVK三氯甲烷溶液中，PVK浓度为4～6mg/ml；
PEDOT:PSS水溶液中，PEDOT:PSS的质量百分比为1～2wt％。
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