CN114284385B - 一种硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硫化亚铜‑硫化银pn结光电探测器的制备方法，本发明首先合成磷化亚铜，然后在磷化亚铜一侧涂抹银胶，然后进行硫化，随后在器件两侧涂抹银胶作为电极。本发明在管式炉中，通过固相和气相反应，制备了硫化亚铜‑硫化银pn结光电探测器。本发明在紫外光的照射下，器件在电压增强情况下，电流呈指数式下降趋势，电流达到μA级别；而在无光照情况下，器件并未出现上述情况，电流仅为nA级别。
Description
技术领域
本发明属于器件制备领域，具体涉及一种硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器的制备方法。
背景技术
硫化银作为一种n型半导体材料，其带隙为0.92～1.1eV。铜的硫化物对外呈现大多为p型材料，其中硫化亚铜的带隙约为2.0eV。可以通过将p型硫化亚铜与n型硫化银紧密接触制备pn结并应用在光电探测领域。
pn结在无光照的情况下产生暗电流，在光照能量足够大的情况下，由于光生载流子的影响，产生了数量级远大于暗电流的光电流。利用这一特性，可以将pn结作为光电探测器，从而实现光照和电流两者之间的转换。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器的制备方法。
本发明提出一种硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器的制备方法，首先合成磷化亚铜，
然后在磷化亚铜一侧涂抹银胶，然后进行硫化，随后在器件两侧涂抹银胶作为电极。
该方法具体包括以下步骤：
步骤(1).将次磷酸钠(3g-6g)，放入刚玉舟(0.8厘米×0.6厘米×6厘米)中，然后刚玉舟表面覆盖(1-5平方厘米)，厚度为250-1000微米的铜箔；
步骤(2).将步骤(1)产物放入刚玉管中，抽真空后，充入1个大气压的氩气，然后刚玉管两端密封；
步骤(3).将步骤(2)产物通过管式炉加热至280-300℃，升温速率为10℃/min；温度升至280-300℃后保温，保温时间为30～60min；然后自然冷却至室温，刚玉管抽真空(带尾气净化设备)去除管内残留气体，然后取出产物，获得磷化亚铜；
步骤(4).将步骤(3)制备的产物一侧涂抹银胶，且银胶与磷化亚铜紧密接触，大小与磷化亚铜一致；
步骤(5).将硫磺粉末另放入新的刚玉舟(0.8厘米×0.6厘米×6厘米)中，然后同步骤(4)制备的产物一同转移到刚玉管中，且两者间距为1.2cm，抽真空，充入1个大气压的氩气，然后刚玉管两端密封；
步骤(6).将步骤(5)刚玉管放入管式电炉中，升温至200～300℃，升温速率为10～30℃/min；温度升至200～300℃后保温，保温时间为10～60min；
步骤(7).管式电炉、刚玉管停止加热，开启管式炉，将石英管室温环境下快速冷却到室温，然后取出产物；
步骤(8).在步骤(7)产物两侧涂抹银胶作为电极，获得硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器。
作为优选，所述的刚玉管直径为2cm。
本发明相对于现有技术的有益效果：本发明在管式炉中，通过固相和气相反应，制备了硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器。
在紫外光的照射下，器件在电压增强情况下，电流呈指数式下降趋势，电流达到μA级别；而在无光照情况下，器件并未出现上述情况，电流仅为nA级别。
附图说明
图1为制备的硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器在紫外光的照射的伏安特性曲线；
图2为制备的硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器在无照射情况下的伏安特性曲线。
具体实施方式
实施例一：
一种硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤(1).将次磷酸钠放入刚玉舟中，然后刚玉舟表面覆盖3平方厘米，厚度为500微米的铜箔，所述的刚玉舟大小为8厘米×0.6厘米×6厘米。
步骤(2).将步骤(1)产物放入直径为2cm的刚玉管中，抽真空后，充入1个大气压的氩气，然后刚玉管两端密封；
步骤(3).将步骤(2)产物通过管式炉加热至290℃，升温速率为10℃/min；温度升至290℃后保温，保温时间为50min；然后自然冷却至室温，刚玉管抽真空去除管内残留气体，然后取出产物，获得磷化亚铜；
步骤(4).将步骤(3)制备的产物一侧涂抹银胶，且银胶与磷化亚铜紧密接触，大小与磷化亚铜一致；
步骤(5).将硫磺粉末另放入新的刚玉舟中，然后同步骤(4)制备的产物一同转移到刚玉管中，且两者间距为1.2cm，抽真空，充入1个大气压的氩气，然后刚玉管两端密封；
步骤(6).将步骤(5)刚玉管放入管式电炉中，升温至250℃，升温速率为20℃/min；温度升至250℃后保温，保温时间为40min；
步骤(7).管式电炉、刚玉管停止加热，开启管式炉，将石英管室温环境下快速冷却到室温，然后取出产物；
步骤(8).在步骤(7)产物两侧涂抹银胶作为电极，获得硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器。
如图1所示，为制备的硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器在紫外光的照射的伏安特性曲线；如图2所示，为制备的硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器在无照射情况下的伏安特性曲线。
实施例二：
一种硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1).将次磷酸钠放入刚玉舟中，然后刚玉舟表面覆盖1平方厘米，厚度为250微米的铜箔；所述的刚玉舟大小为8厘米×0.6厘米×6厘米。
步骤(2).将步骤(1)产物放入刚玉管中，抽真空后，充入1个大气压的氩气，然后刚玉管两端密封；
步骤(3).将步骤(2)产物通过管式炉加热至280℃，升温速率为10℃/min；温度升至280℃后保温，保温时间为30min；然后自然冷却至室温，刚玉管抽真空去除管内残留气体，然后取出产物，获得磷化亚铜；
步骤(4).将步骤(3)制备的产物一侧涂抹银胶，且银胶与磷化亚铜紧密接触，大小与磷化亚铜一致；
步骤(5).将硫磺粉末另放入新的刚玉舟中，然后同步骤(4)制备的产物一同转移到刚玉管中，且两者间距为1.2cm，抽真空，充入1个大气压的氩气，然后刚玉管两端密封；
步骤(6).将步骤(5)刚玉管放入管式电炉中，升温至200℃，升温速率为10℃/min；温度升至200℃后保温，保温时间为10min；
步骤(7).管式电炉、刚玉管停止加热，开启管式炉，将石英管室温环境下快速冷却到室温，然后取出产物；
步骤(8).在步骤(7)产物两侧涂抹银胶作为电极，获得硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器。
实施例三：
一种硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
步骤(1).将次磷酸钠放入刚玉舟中，然后刚玉舟表面覆盖5平方厘米，厚度为1000微米的铜箔；；
步骤(2).将步骤(1)产物放入刚玉管中，抽真空后，充入1个大气压的氩气，然后刚玉管两端密封；
步骤(3).将步骤(2)产物通过管式炉加热至300℃，升温速率为10℃/min；温度升至300℃后保温，保温时间为60min；然后自然冷却至室温，刚玉管抽真空去除管内残留气体，然后取出产物，获得磷化亚铜；
步骤(4).将步骤(3)制备的产物一侧涂抹银胶，且银胶与磷化亚铜紧密接触，大小与磷化亚铜一致；
步骤(5).将硫磺粉末另放入新的刚玉舟中，然后同步骤(4)制备的产物一同转移到刚玉管中，且两者间距为1.2cm，抽真空，充入1个大气压的氩气，然后刚玉管两端密封；
步骤(6).将步骤(5)刚玉管放入管式电炉中，升温至300℃，升温速率为30℃/min；温度升至300℃后保温，保温时间为60min；
步骤(7).管式电炉、刚玉管停止加热，开启管式炉，将石英管室温环境下快速冷却到室温，然后取出产物；
步骤(8).在步骤(7)产物两侧涂抹银胶作为电极，获得硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器。
Claims (4)
1.一种硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
步骤(1).将次磷酸钠放入刚玉舟中，然后刚玉舟表面覆盖厚度为250-1000微米的铜箔；
步骤(2).将步骤(1)产物放入刚玉管中，抽真空后，充入1个大气压的氩气，然后刚玉管两端密封；
步骤(3).将步骤(2)产物通过管式炉加热至280-300℃，升温速率为10℃/min；温度升至280-300℃后保温，保温时间为30～60min；然后自然冷却至室温，刚玉管抽真空去除管内残留气体，然后取出产物，获得磷化亚铜；
步骤(4).将步骤(3)制备的产物一侧涂抹银胶，且银胶与磷化亚铜紧密接触，大小与磷化亚铜一致；
步骤(5).将硫磺粉末另放入新的刚玉舟中，然后同步骤(4)制备的产物一同转移到刚玉管中，且两者间距为1.2cm，抽真空，充入1个大气压的氩气，然后刚玉管两端密封；
步骤(6).将步骤(5)刚玉管放入管式电炉中，升温至200～300℃，升温速率为10～30℃/min；温度升至200～300℃后保温，保温时间为10～60min；
步骤(7).管式电炉、刚玉管停止加热，开启管式炉，将石英管室温环境下快速冷却到室温，然后取出产物；
步骤(8).在步骤(7)产物两侧涂抹银胶作为电极，获得硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器。
2.根据权利要求1所述的一种硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器的制备方法，其特征在于：所述的刚玉管直径为2cm。
3.根据权利要求1所述的一种硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器的制备方法，其特征在于：所述的刚玉舟大小为8厘米×0.6厘米×6厘米。
4.根据权利要求1所述的一种硫化亚铜-硫化银pn结光电探测器的制备方法，其特征在于：所述的刚玉舟表面覆盖铜箔的面积为1-5平方厘米。
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