CN110190191B - 一种硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点光电探测器及制备方法 - Google Patents
一种硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点光电探测器及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出了一种硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点光电探测器及制备方法,涉及光电探测器的技术领域。本发明包括衬底层,在衬底层上设有彼此分隔的两块表面电极;在两块表面电极之间的衬底层上设有二维硫化钼薄膜层,在二维硫化钼薄膜层上还设有铯铅卤量子点层。本发明还提供了上述光电探测器的制备方法,利用配体对量子点薄膜表面进行修饰,从而完成光电探测器的制备。本发明在衬底层上制作所需要的电极,将硫化钼纳米薄膜材料覆盖在衬底上,并在纳米薄膜材料上覆盖铯铅卤钙钛矿量子点薄膜;本发明的光电探测器响应速度快,响应时间小于100μs,灵敏度高,适用范围广;制备方法操作简单,快速高效,简单易行,成本低,绿色环保,适合大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及电探测器的技术领域,特别是指一种二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器及其制备方法。
背景技术
光电探测器是将光信号转变为实时的电信号的器件,是光电系统中的重要部分,其广泛应用于国防、商业和科学等领域,在国防科技和人民生活中都有重要的影响。随着技术的快速发展,传统的基于传统Si/SiO2制造技术的各类光电探测器越来越难以满足当今社会发展的要求。自从2004年发现石墨烯以来,现代光电子器件已经延伸到新兴的二维材料领域。伴随着纳米材料的诞生,基于纳米技术的半导体器件逐渐进入人们的视线,成为下一代光电探测器件的有力竞争者。
在纳米材料中,二维材料由于其超薄特性以及原子级的表面平整度等特性,可以二维材料由于其超薄特性以及原子级的表面平整度等特性,可以与其它半导体材料产生非常好的兼容性,超薄二维半导体结构结合传统的半导体制造工艺带来了一些传统半导体器件所不具备的一些物理特性。层状硫化钼具有特殊的能带结构,它和其它过渡金属硫化物一样,其能带结构和带隙强烈受到量子限域效应的影响,带隙宽度会随着层数而变化。层状硫化钼具有十分优越的光发射效率和光吸收率,可用于制备高效率的红光发光器件、光伏器件和光探测器件等。
目前基于石墨烯的光电探测器响应率高达到107A/W,基于二硫化钼的光电探测器的光响应率也可以达到6×105A/W,基于单层石墨烯/锗的自驱动的光电探测器的响应率和探测能力高达51.8mA/W和1.38×1010cmHz1/2/W。现有技术中二硫化钼/半导体异质结构光电探测器的电极通常为上下结构,衬底材料必须为半导体化合物,不但具有衬底的作用,还作为异质结构的主体参与载流子的传输,这种衬底要求高,从而导致光电探测器的制作成本高,使光电探测器的性能有待于进一步提高,限制了光电探测器的适用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器及其制备方法,旨在解决了现有技术中二硫化钼/半导体异质结构光电探测器成本高、性能低和适用范围小的问题。
为了解决上述技术问题,本发明采用下述技术方案予以实现:
在一个方面,本发明的一种二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器,包括衬底层,在衬底层上设有彼此分隔的两块表面电极;在两块表面电极之间的衬底层上设有二维硫化钼薄膜层,在二维硫化钼薄膜层上还设有铯铅卤量子点层。
本发明在衬底层上先设置两块彼此分隔的表面电极,并在两块表面电极之间依次设置二维硫化钼薄膜层和铯铅卤量子点层,铯铅卤CsPbX3(X=Cl、Br、 I)钙钛矿量子点具有优异的光电性能和易于制备的特性,CsPbX3量子点还具有荧光波长可调、荧光量子产率高、缺陷容忍能力强、发射光谱窄、荧光寿命短、合成工艺简单高效以及易于成膜等一系列优异性能,与硫化钼二维纳米材料复合形成新型光电探测器件,从而弥补单一材料性能上的不足。本发明首先在衬底上设置所需要的电极,然后将硫化钼纳米薄膜材料分散在衬底上,随后在硫化钼纳米薄膜上旋涂铯铅卤钙钛矿量子点薄膜,本发明的光电探测器响应速度快、灵敏度高、成本低、适用范围广。
作为一种优选的实施方案,所述衬底层为带氧化硅的掺杂硅片、云母片、有机柔性衬底中的任意一种。这种带氧化硅的掺杂硅片可以是n掺杂,也可以是p掺杂,该衬底层还可以是云母片或有机柔性衬底;这些衬底表面平整,容易获得,成本较低,并且,有机柔性衬底还可以制备出柔性器件,大大扩展了器件的应用范围。
作为一种优选的实施方案,所述表面电极为氧化铟锡电极、金电极、银电极、铝电极、铜电极中的任意一种或几种。本发明的表面电极可以是在真空镀膜系统中通过蒸镀的方法获得的电极,即在衬底的表面沉积出所需的电极;这种电极性能好,与衬底层连接牢固,使用寿命长。
作为一种优选的实施方案,所述铯铅卤钙钛矿量子点层为CsPbCl3量子点层、CsPbBr3量子点层、CsPbI3量子点层中的任意一种。零维材料量子点因为独特的量子效应,已经越来越多的被应用于制备新型半导体器件;量子点薄膜等制备由于其液相工艺(例如旋涂、滴涂、以及喷涂印刷等)为半导体器件的制备提供了较为廉价的解决方案,这些性质可以使量子点薄膜成为制备大面积器件以及柔性器件的一种理想材料。
在另一个方面,本发明的一种二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器的制备方法,包括以下步骤:1)取衬底,作为衬底层,在衬底层上制作彼此分隔开的表面电极;2)取二维硫化钼薄膜,将其覆盖在表面电极之间的衬底层上,得二维硫化钼薄膜层;3)取铯铅卤量子点,将其均匀覆盖在二维硫化钼薄膜层的表面上,得铯铅卤量子点层;4)取配体,添加不饱和脂肪酸,得混合液,配体与不饱和脂肪酸的配比为0.05-0.25mol/L;在混合液中添加配体溶剂,制成配体溶液,混合液与配体溶剂的体积比为1:50-150;5)取配体溶液,涂抹在铯铅卤量子点层的表面上,静置30-120s,重复2-3次,清洗,于60-80℃下,热处理3-5min,得光电探测器。
本发明首先在衬底层上制作所需要的电极,然后将硫化钼纳米薄膜材料覆盖在衬底上,随后在纳米薄膜材料上覆盖铯铅卤钙钛矿量子点薄膜,最后在量子点薄膜上加入不同的表面活性剂作为配体进行配体交换从而完成光电探测器的制备。量子点器件的性能取决于量子点间电子耦合的强度,由于量子点合成时周围被很多有机长链配体所包围从而导致耦合程度较弱。为了提高量子点的传输效率,需要通过配体交换等方法去除长链配体,并且调整载流子的浓度与类型,以提高光电探测器的性能。本发明的制备方法操作简单,快速高效,成本低,所制备的光电探测器响应速度快、灵敏度高,响应时间小于100ms。
作为一种优选的实施方案,所述步骤3)中,铯铅卤量子点在二维硫化钼薄膜层的表面上的覆盖方法是采用旋涂法,取铯铅卤量子点,添加甲苯或常温下呈液态的正烷烃,制成溶液,滴在二维硫化钼薄膜层的表面上,旋涂的转速为 1500-2500r/min,旋涂时间为15-30s。旋涂法使用范围广,操作简易,用时短,可重复性强,适用于制备量子点薄膜涂层;本发明的铯铅卤量子点在甲苯或正辛烷等中常温下呈液态的正烷烃制成溶液,该溶液的浓度为20-50mg/mL;当然,本发明的铯铅卤量子点还可以是通过喷涂的方法覆盖在二维硫化钼薄膜层的表面上。
作为一种优选的实施方案,所述步骤5)中,配体溶液在铯铅卤量子点层的表面上的涂抹方法是旋涂法,旋涂的转速为1500-2500r/min,旋涂时间为15-30s。同样采用旋涂法将配体溶液涂抹到铯铅卤量子点层的表面上,通过配体交换对铯铅卤量子点层进行表面修饰,使二维硫化钼与铯铅卤量子点成为一种复合结构,其共同作为主体,参与载流子的传输,从而提高了光电探测器的综合性能。配体交换的工艺不但可以有效的去除量子点所包裹的长链有机大分子,提高载流子迁移率,还可以调节量子点的表面形态,使其与二维薄膜进行有效的复合。
作为一种优选的实施方案,所述配体为十六烷基三甲基卤化铵、十八烷基三甲基卤化铵、四正丁基卤化铵中的任意一种或几种;优选地,所述不饱和脂肪酸为油酸、棕榈酸中的任意一种或几种;优选地,所述配体溶剂为甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙腈中的任意一种或几种。本发明的光电探测器要求量子点薄膜电子和空穴必须快速分离,需要量子点薄膜载流子传输性能好,而对薄膜的平整度、缺陷无更多要求,因此选用有机分子链更长的十六烷基、十八烷基、四正丁基等的卤化铵作为配体,其成本低,极大地降低了量子点薄膜的工艺难度。
作为一种优选的实施方案,所述步骤2)中,二维硫化钼薄膜的转移方法是:以树脂为载体,采用旋涂法,将树脂在硫化钼薄膜上旋涂一层,旋涂的转速为 2500-3500r/min,于80-100℃下,烘烤5-10min;浸入强碱溶液中,加热20-30min;覆盖在步骤1)的衬底层上,于80-100℃下,烘干,清洗。本发明的选用的树脂通常是聚甲基丙烯酸甲酯,这里使用的强碱是氢氧化钠或氢氧化钾,然后用洁净的步骤1)的衬底层捞出聚甲基丙烯酸甲酯覆盖的二硫化钼薄膜,经过烘干之后,采用丙酮等有机溶剂清理硫化钼薄膜表面,从而使硫化钼薄膜转移到衬底上。这种硫化钼薄膜的转移方法简单,操作方便,覆盖平整均匀。
作为一种优选的实施方案,所述步骤1)中,表面电极的厚度为30-50nm。本发明通常将衬底表面均匀旋涂光刻胶,随后放入光刻机进行光刻曝光后得到所需电极图案,随后将衬底放入真空镀膜系统中进行蒸镀获得所需要的电极,电极厚度30-50nm。这种电极制作方法简单易行,控制方便。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明首先在衬底层上制作所需要的电极,然后将硫化钼纳米薄膜材料覆盖在衬底上,随后在纳米薄膜材料上覆盖铯铅卤钙钛矿量子点薄膜,最后在量子点薄膜上加入不同的表面活性剂作为配体进行配体交换从而完成光电探测器的制备。本发明的制备方法操作简单,快速高效,简单易行,成本低,所制备的光电探测器可探测率高,暗电流噪声小,灵敏度高,响应速度快,响应时间小于100μs,适用范围广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例所提供的光电探测器的立体结构示意图;
图2为图1所示的光电探测器的扫描电子显微镜图;
图3为图1所示光电探测器在频率为20kHz的激光脉冲下的响应图;
图4为图3中一个标准周期的响应图;
图5为图1所示光电探测器在不同信号频率下的暗电流噪声变化趋势图;
图中:1-衬底层;2-电极;3-二维硫化钼薄膜层;4-铯铅卤量子点层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器,包括衬底层,在衬底层上设有彼此分隔的两块表面电极;在两块表面电极之间的衬底层上设有二维硫化钼薄膜层,在二维硫化钼薄膜层上还设有铯铅卤量子点层。
优选地,所述衬底层为带氧化硅的掺杂硅片、云母片、有机柔性衬底中的任意一种。
进一步地,所述表面电极为氧化铟锡电极、金电极、银电极、铝电极、铜电极中的任意一种或几种。
具体地,所述铯铅卤钙钛矿量子点层为CsPbCl3量子点层、CsPbBr3量子点层、CsPbI3量子点层中的任意一种。
一种二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器的制备方法,包括以下步骤:
1)取衬底,作为衬底层,在衬底层上制作彼此分隔开的表面电极;
2)取二维硫化钼薄膜,将其覆盖在表面电极之间的衬底层上,得二维硫化钼薄膜层;
3)取铯铅卤量子点,将其均匀覆盖在二维硫化钼薄膜层的表面上,得铯铅卤量子点层;
4)取配体,添加不饱和脂肪酸,得混合液,配体与不饱和脂肪酸的配比为 0.05-0.25mol/L;在混合液中添加配体溶剂,制成配体溶液,混合液与配体溶剂的体积比为1:50-150;
5)取配体溶液,涂抹在铯铅卤量子点层的表面上,静置30-120s,重复2-3 次,清洗,于60-80℃下,热处理3-5min,得光电探测器。
优选地,所述步骤3)中,铯铅卤量子点在二维硫化钼薄膜层的表面上的覆盖方法是采用旋涂法,取铯铅卤量子点,添加甲苯或常温下呈液态的正烷烃,制成溶液,滴在在二维硫化钼薄膜层的表面上,旋涂的转速为1500-2500r/min,旋涂时间为15-30s。
进一步地,所述步骤5)中,配体溶液在铯铅卤量子点层的表面上的涂抹方法是旋涂法,旋涂的转速为1500-2500r/min,旋涂时间为15-30s。
具体地,所述配体为十六烷基三甲基卤化铵、十八烷基三甲基卤化铵、四正丁基卤化铵中的任意一种或几种;优选地,所述不饱和脂肪酸为油酸、棕榈酸中的任意一种或几种;优选地,所述配体溶剂为甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙腈中的任意一种或几种。
再优选地,所述步骤2)中,二维硫化钼薄膜的转移方法是:以树脂为载体,采用旋涂法,将树脂在硫化钼薄膜上旋涂一层,旋涂的转速为2500-3500r/min,于80-100℃下,烘烤5-10min;浸入强碱溶液中,加热20-30min;覆盖在步骤1) 的衬底层上,于80-100℃下,烘干,清洗。
再进一步地,所述步骤1)中,表面电极的厚度为30-50nm。
实施例一
一种二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器的制备方法,包括以下步骤:
1)取Si/SiO2衬底,作为衬底层,使用光刻法在Si/SiO2衬底上获得所需电极图案,随后将该衬底放入真空镀膜系统中进行蒸镀金电极,蒸镀电极的厚度为30nm;
2)采用聚甲基丙烯酸甲酯作为载体材料,将二维硫化钼薄膜均匀分散在两块表面电极之间的衬底上,得二维硫化钼薄膜层;
3)取铯铅卤量子点的正辛烷溶液,浓度为50mg/mL,将其均匀覆盖在二维硫化钼薄膜层的表面上,进行旋涂操作,得铯铅卤量子点层;
4)取十六烷基三甲基溴化铵0.08mmol作为配体,添加油酸0.5mL,得混合液,配体与不饱和脂肪酸的配比为0.16mol/L;在混合液中添加乙酸乙酯30mL 作为配体溶剂,均匀搅拌,制成澄清的配体溶液,混合液与配体溶剂的体积比为1:60;
5)取配体溶液,滴在铯铅溴量子点层的表面上,使其均匀覆盖,静置120s,随后进行旋涂操作,转速为1500rpm,持续时间为30s,重复2次;
6)在步骤5)所得的薄膜表面滴入乙酸乙酯,使其均匀覆盖,静置时间1min,重复此步骤3次,于80℃下,热处理5min,得光电探测器。
参阅附图1,本实施例所得的二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器包括衬底层1,在衬底层1上设有彼此分隔的两块表面电极2;在两块表面电极2之间的衬底层1上设有二维硫化钼薄膜层3,在二维硫化钼薄膜层3上还设有铯铅卤量子点层4即铯铅溴量子点层。将本实施例所得的光电探测器置于日本日立公司SU-8020的场发射扫描电子显微镜上进行扫描,由附图2 可以看出,本发明所得的光电探测器的薄膜均匀致密无裂纹,并且沟道宽度为 5μm。将本实施例所得的光电探测器置于Tektronix公司的PSPL2600C脉冲信号发生器和TDS2012B示波器所组成的信号采集系统上,测定其在频率为20kHz 下的激光脉冲响应情况;由附图3可以看出,本发明所得的光电探测器具有超灵敏的对于光信号的检测能力;由附图4可以看出,在20kHz的调制频率下,一个标准的周期中,本发明所得的光电探测器的上升时间(τr)和下降时间(τf) 分别为10μs和17μs。将本实施例所得的光电探测器置于美国斯坦福研究系统公司SR-830锁相放大器上测定其在不同信号频率下的暗电流噪声,由附图5可以看出,本发明的光电探测器在不同信号频率下的暗电流噪声均小于1pAHz-1/2,并可以计算出可探测率约为1014。
实施例二
一种二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器的制备方法,包括以下步骤:
1)取云母片,作为衬底层,使用光刻法在该衬底上获得所需电极图案,随后将该衬底放入真空镀膜系统中进行蒸镀银电极,蒸镀电极的厚度为50nm;
2)以聚甲基丙烯酸甲酯作为载体材料,采用旋涂法,将聚甲基丙烯酸甲酯在硫化钼薄膜上旋涂一层,旋涂的转速为2500r/min,于80℃下,烘烤10min;浸入氢氧化钠溶液中,加热30min;覆盖在上述衬底层上,于100℃下,烘干,清洗,得二维硫化钼薄膜层;
3)取铯铅卤量子点的甲苯溶液,浓度为20mg/mL,滴在二维硫化钼薄膜层的表面上,进行旋涂操作,转速控制在2500rpm,时间为30s;结束后量子点薄膜会均匀的涂覆在二维硫化钼薄膜层的表面上,得铯铅卤量子点层;
4)取十八烷基三甲基溴化铵0.05mmol作为配体,添加棕榈酸1mL,得混合液,配体与不饱和脂肪酸的配比为0.05mol/L;在混合液中添加乙酸甲酯50mL 作为配体溶剂,均匀搅拌,制成澄清的配体溶液,混合液与配体溶剂的体积比为1:50;
5)取配体溶液,滴在铯铅碘量子点层的表面上,使其均匀覆盖,静置30s,随后进行旋涂操作,转速为2500rpm,持续时间为15s,重复3次;
6)在步骤5)所得的薄膜表面滴入乙酸甲酯,使其均匀覆盖,静置时间30s,重复此步骤3次,于60℃下,热处理3min,得光电探测器。
实施例三
一种二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器的制备方法,包括以下步骤:
1)取p杂化的带有氧化硅的杂化硅片,作为衬底层,使用光刻法在该衬底上获得所需电极图案,随后将该衬底放入真空镀膜系统中进行蒸镀铜电极,蒸镀电极的厚度为40nm;
2)以聚甲基丙烯酸甲酯作为载体材料,采用旋涂法,将聚甲基丙烯酸甲酯在硫化钼薄膜上旋涂一层,旋涂的转速为3500r/min,于100℃下,烘烤5min;浸入氢氧化钾溶液中,加热20min;然后采用洁净的上述衬底基片捞出聚甲基丙烯酸甲酯覆盖的二硫化钼薄膜,放在加热板上,80℃烘干,采用丙酮清理硫化钼薄膜表面,此时硫化钼薄膜转移到衬底层上;
3)取铯铅卤量子点的正辛烷溶液,浓度为40mg/mL,滴在二维硫化钼薄膜层的表面上,进行旋涂操作,转速控制在1500rpm,时间为15s;结束后量子点薄膜会均匀的涂覆在二维硫化钼薄膜层的表面上,得铯铅卤量子点层;
4)取四正丁基溴化铵0.25mmol作为配体,添加油酸1mL,得混合液,配体与不饱和脂肪酸的配比为0.25mol/L;在混合液中添加甲酸甲酯150mL作为配体溶剂,均匀搅拌,制成澄清的配体溶液,混合液与配体溶剂的体积比为1:150;
5)取配体溶液,滴在铯铅氯量子点层的表面上,使其均匀覆盖,静置100s,随后进行旋涂操作,转速为1500rpm,持续时间为30s,重复2次;
6)在步骤5)所得的薄膜表面滴入甲酸甲酯,使其均匀覆盖,静置时间80s,重复此步骤3次,于70℃下,热处理4min,得光电探测器。
将本发明实施例一至实施例三所得的三个光电探测器和现有的二硫化钼/半导体异质结构光电探测器即对照样,分别置于信号采集系统和锁相放大器上,以测定其可探测率、暗电流噪声和响应时间,实验结果如表1所示。由表1可以看出,本发明所得的二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器的可探测率均在1013-1014之间,这明显大于对照样;同样,本发明所得的二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器的暗电流噪声均在小于 1pAHz-1/2,这明显小于对照样;其次,本发明所得的二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器的响应时间均在0-0.1ms之间,其响应时间小于 100μs,这明显小于对照样;因此,本发明所得的二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器可探测率高,暗电流噪声小,响应时间小于100ms,适用范围广。
表1不同光电探测器的性能测试结果
器件名称 | 可探测率 | 暗电流噪声(pAHz-1/2) | 响应时间τr/τf(ms) |
实施例一 | 1.0×1014 | 0.85 | 0.010/0.017 |
实施例二 | 2.5×1013 | 0.93 | 0.015/0.033 |
实施例三 | 1.3×1013 | 0.88 | 0.024/0.075 |
对照样 | 3.3×1012 | 2.80 | 1.2/3.5 |
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明首先在衬底层上制作所需要的电极,然后将硫化钼纳米薄膜材料覆盖在衬底上,随后在纳米薄膜材料上覆盖铯铅卤钙钛矿量子点薄膜,最后在量子点薄膜上加入不同的表面活性剂作为配体进行配体交换从而完成光电探测器的制备。本发明的制备方法操作简单,快速高效,简单易行,成本低,所制备的光电探测器可探测率高,暗电流噪声小,灵敏度高,响应时间小于100μs,响应速度快,适用范围广。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器,其特征在于:
所述光电探测器包括衬底层,在衬底层上设有彼此分隔的两块表面电极,在两块表面电极之间的衬底层上设有二维硫化钼薄膜层,在二维硫化钼薄膜层上还设有铯铅卤量子点层,通过配体交换对铯铅卤量子点层进行表面修饰,不但有效地去除了量子点所包裹的长链有机大分子,提高了载流子迁移率,还调节了量子点的表面形态,使二维硫化钼与铯铅卤量子点有效复合成为一种复合结构,共同作为主体,参与载流子的传输;
所述光电探测器的制备方法包括以下步骤:1)取衬底,作为衬底层,在衬底层上制作彼此分隔开的表面电极;2)取二维硫化钼薄膜,将其覆盖在表面电极之间的衬底层上,得二维硫化钼薄膜层;3)取铯铅卤量子点,将其均匀覆盖在二维硫化钼薄膜层的表面上,得铯铅卤量子点层;4)取配体,添加不饱和脂肪酸,得混合液,配体与不饱和脂肪酸的配比为0.05-0.25mol/L,配体为十六烷基三甲基卤化铵、十八烷基三甲基卤化铵、四正丁基卤化铵中的任意一种或几种;在混合液中添加配体溶剂,制成配体溶液,混合液与配体溶剂的体积比为1:50-150;5)取配体溶液,涂抹在铯铅卤量子点层的表面上,静置30-120s,重复2-3次,清洗,于60-80℃下,热处理3-5min,得光电探测器。
2.根据权利要求1所述的二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器,其特征在于:
所述衬底层为带氧化硅的掺杂硅片、云母片、有机柔性衬底中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器,其特征在于:
所述表面电极为氧化铟锡电极、金电极、银电极、铝电极、铜电极中的任意一种或几种。
4.根据权利要求1所述的二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器,其特征在于:
所述铯铅卤量子点层为CsPbCl3量子点层、CsPbBr3量子点层、CsPbI3量子点层中的任意一种。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器,其特征在于:
所述步骤3)中,铯铅卤量子点在二维硫化钼薄膜层的表面上的覆盖方法是采用旋涂法,取铯铅卤量子点,添加甲苯或常温下呈液态的正烷烃,制成溶液,滴在二维硫化钼薄膜层的表面上,旋涂的转速为1500-2500r/min,旋涂时间为15-30s。
6.根据权利要求5所述的二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器,其特征在于:
所述步骤5)中,配体溶液在铯铅卤量子点层的表面上的涂抹方法是旋涂法,旋涂的转速为1500-2500r/min,旋涂时间为15-30s。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器,其特征在于:
所述不饱和脂肪酸为油酸、棕榈酸中的任意一种或几种。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器,其特征在于:
所述配体溶剂为甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙腈中的任意一种或几种。
9.根据权利要求1-3中任意一项所述的二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器,其特征在于:
所述步骤2)中,二维硫化钼薄膜的转移方法是:以树脂为载体,采用旋涂法,将树脂在硫化钼薄膜上旋涂一层,旋涂的转速为2500-3500r/min,于80-100℃下,烘烤5-10min;浸入强碱溶液中,加热20-30min;覆盖在步骤1)的衬底层上,于80-100℃下,烘干,清洗。
10.根据权利要求1-3中任意一项所述的二维硫化钼/铯铅卤钙钛矿量子点复合纳米结构光电探测器,其特征在于:
所述步骤1)中,表面电极的厚度为30-50nm。
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