【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光電探測器件，具體涉及一種有機-無機p(g42t-t)/gaon(sn)pn結深紫外光電探測器件及其制備方法。
技術介紹
1、氧化鎵是一種新型超寬禁帶氧化物半導體材料，禁帶寬度為4.7～5.3ev，處于日盲區(200～280nm)，同時具有極高的化學穩定性和熱穩定性，是天然的日盲探測材料。然而，在氧化鎵薄膜制備過程中會不可避免地引入氧空位，影響其光電性能。
2、目前，基于msm結構的gaon日盲探測器件普遍存在響應速度慢，且需要外加偏壓等限制，相比之下，異質結光電探測器件則表現出更快的響應速度和自供電特性。此外，傳統的異質結探測器件存在晶格失配度大、界面缺陷多等問題。
技術實現思路
1、為解決傳統光電器件響應速度慢、材料有缺陷的問題，本專利技術供一種靈敏度高、響應速度快、探測能力強、可自供電的有機-無機p(g42t-t)/gaon(sn)pn結深紫外光電探測器件及其制備方法，該器件在電暈、電弧極弱紫外線檢測等領域具有很大的應用前景。
2、為達到上述技術目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、一種有機-無機p(g42t-t)/gaon(sn)pn結深紫外光電探測器件，該光電探測器件包括石英襯底、gaon(sn)薄膜、p(g42t-t)薄膜層、ag納米線/ti/au電極、ti/au電極。
4、進一步的，該光電探測器件中gaon(sn)薄膜位于石英襯底上，p(g42t-t)薄
5、膜層位于gaon(sn)薄膜一側上
6、進一步地，所述gaon(sn)薄膜中sn的質量百分比為3-5％。
7、一種如上述所述有機-無機p(g42t-t)/gaon(sn)pn結深紫外光電探測器件的制備方法，其步驟如下：
8、步驟一：將石英襯底進行預處理：依次用丙酮、無水乙醇和去離子水超聲清洗5～10min，清洗后用高純氮氣進行干燥；
9、步驟二：采用等離子體增強化學氣相沉積(pecvd)技術，在一定的生長溫度和時間下在石英襯底上制備n型gaon(sn)薄膜；
10、步驟三：取適量p(g42t-t)粉末、氯苯加入燒杯中使其均勻溶解后得到p(g42t-t)溶液待用；
11、步驟四：取適量ag納米線粉末、無水乙醇加入燒杯中使其均勻混合后得到ag納米線混合液待用；
12、步驟五：將步驟三中獲得的p(g42t-t)溶液通過旋涂法使其均勻分布在gaon(sn)薄膜一側上方，在烘干平臺上100℃下烘干5-10min形成p型p(g42t-t)薄膜層，獲得所述石英襯底上有機無機p(g42t-t)/gaon(sn)pn結；
13、步驟六：將步驟四中獲得的ag納米線混合液均勻旋涂在p(g42t-t)薄膜層上方，100℃下烘干5-10min形成ag納米線薄膜層；
14、步驟七：分別在所述ag納米線薄膜層和gaon(sn)薄膜上方蒸鍍方形ti/au薄膜作為第一測試電極和第二測試電極。
15、優選地，步驟二中制備所述gaon(sn)薄膜的原料金屬鎵顆粒的純度為99.999％，金屬錫粉末的純度99.999％，先將金屬鎵加熱至40℃，形成液態鎵，取適量錫粉添加至液態鎵中，直至完全被溶解，形成鎵錫合金，最后將石英襯底和鎵錫合金放至氧化鋁坩堝舟內兩端，在氧氣氣流量范圍為1～10sccm，氮氣氣流量范圍為10～100sccm，氬氣氣流流量范圍1～100sccm下加熱反應。
16、更優選地，步驟二中的生長溫度為800～1000℃，生長時間為30～120min，射頻功率為50～200w。
17、優選地，步驟三中所述p(g42t-t)粉末的純度為99.999％，p(g42t-t)溶液的濃度為0.1-10mg/ml，并通過超聲清洗機進行分散，超聲功率100-200w，超聲時間10-20min。
18、優選地，步驟五中所述旋涂法，旋涂的加熱溫度為50～150℃，升溫速率為1～5℃/s；旋涂的轉速為1000～3000rpm，加速度為100～1000rpm/s；旋涂的時間為30-90s。
19、優選地，步驟七中所述第一測試電極和第二測試電極均為金屬電極材料，選自au、ag、ti、ni和al中的一種或多種，金屬電極層厚度為50～200nm。
20、更優選地，所述金屬電極通過選自磁控濺射、熱蒸發和電子束蒸發形成中一種方法或多種方法組合獲得。
21、本專利技術的優點和有益效果：
22、1.本專利技術的深紫外光電探測器件，通過在石英襯底上合成有機-無機p(g42t-t)/gaon(sn)pn結，該器件在自供電模式下工作，在0v偏壓下具有較快響應速度和較高靈敏度，是監測日盲紫外線信號的優異器件。
23、2.本專利技術的深紫外光電探測器件，通過在ga2o3中引入高p軌道水平的n形成gaon納米網，可以有效屏蔽與氧空位相關的雜質水平，減輕氧空位相關缺陷的影響，提高材料在深紫外光探測中的性能。
24、3.相比于無機材料，有機材料不受晶格失配限制，且制備方法簡單，有助于進一步提升異質結器件的光電性能；其中，p(g42t-t)是一種p型有機半導體材料，p(g42t-t)材料具有高空穴遷移率和高日盲光透射率，與n型錫摻雜gaon薄膜可以形成有機-無機pn結結構，構成內建電場，高效分離光生載流子，使其成為光電探測器件中的理想空穴傳輸材料。
25、4.本專利技術所涉及的深紫外光電探測器件制備技術，以其工藝的高可控性、操作的簡便性，展現出卓越的性能穩定性，在電暈、電弧、電火花等極弱深紫外線信號檢測領域具有廣闊的應用前景。
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1.一種有機-無機P(g42T-T)/GaON(Sn)pn結深紫外光電探測器件，其特征在于，所述深紫外光電探測器件包括石英襯底、GaON(Sn)薄膜、P(g42T-T)薄膜層、Ag納米線/Ti/Au電極和Ti/Au電極。
2.根據權利要求1所述深紫外光電探測器件，其特征在于，所述GaON(Sn)薄膜位于所述石英襯底上，所述P(g42T-T)薄膜層位于GaON(Sn)薄膜一側上方，在所述P(g42T-T)薄膜層上旋涂Ag納米線薄膜層，并在上方蒸鍍第一測試電極Ti/Au薄膜，所述GaON(Sn)薄膜另一側上方為第二測試電極Ti/Au薄膜，所述P(g42T-T)薄膜層與GaON(Sn)薄膜接觸面形成有機-無機P(g42T-T)/GaON(Sn)pn結，構成內建電場，高效分離光生載流子。
3.根據權利要求2所述深紫外光電探測器件，其特征在于，所述GaON(Sn)薄膜中Sn的質量百分比為3-5％。
4.一種如權利要求1-3任意一項所述有機-無機P(g42T-T)/GaON(Sn)pn結深紫外探測器件的制備方法，其特征在于，所述制備方法的步驟包含如下：p>
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟二中制備所述GaON(Sn)薄膜的原料金屬鎵顆粒的純度為99.999％，金屬錫粉末的純度99.999％；先將金屬鎵加熱至40℃，形成液態鎵，取適量錫粉添加至液態鎵中，直至完全被溶解，形成鎵錫合金，最后將石英襯底和鎵錫合金放至氧化鋁坩堝舟內兩端，在氧氣氣流量范圍為1～10sccm，氮氣氣流量范圍為10～100sccm，氬氣氣流流量范圍1～100sccm下加熱反應。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟二中的生長溫度為800～1000℃，生長時間為30～120min，射頻功率為50～200W。
7.根據權利要求4所述制備方法，其特征在于，步驟三中所述P(g42T-T)粉末的純度為99.999％，P(g42T-T)溶液的濃度為0.1-10mg/mL，并通過超聲清洗機進行分散，超聲功率100-200W，超聲時間10-20min。
8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟五中所述旋涂法，旋涂的加熱溫度為50～150℃，升溫速率為1～5℃/s；旋涂的轉速為1000～3000rpm，加速度為100～1000rpm/s；旋涂的時間為30-90s。
9.根據權利要求4所述制備方法，其特征在于，步驟七中所述第一測試電極和第二測試電極均為金屬電極材料，所述金屬選自Au、Ag、Ti、Ni和Al中的一種或多種，金屬電極層厚度為50～200nm。
10.根據權利要求9所述制備方法，其特征在于，所述金屬電極通過選自磁控濺射、熱蒸發和電子束蒸發中一種方法或多種方法組合獲得。
...【技術特征摘要】
1.一種有機-無機p(g42t-t)/gaon(sn)pn結深紫外光電探測器件，其特征在于，所述深紫外光電探測器件包括石英襯底、gaon(sn)薄膜、p(g42t-t)薄膜層、ag納米線/ti/au電極和ti/au電極。
2.根據權利要求1所述深紫外光電探測器件，其特征在于，所述gaon(sn)薄膜位于所述石英襯底上，所述p(g42t-t)薄膜層位于gaon(sn)薄膜一側上方，在所述p(g42t-t)薄膜層上旋涂ag納米線薄膜層，并在上方蒸鍍第一測試電極ti/au薄膜，所述gaon(sn)薄膜另一側上方為第二測試電極ti/au薄膜，所述p(g42t-t)薄膜層與gaon(sn)薄膜接觸面形成有機-無機p(g42t-t)/gaon(sn)pn結，構成內建電場，高效分離光生載流子。
3.根據權利要求2所述深紫外光電探測器件，其特征在于，所述gaon(sn)薄膜中sn的質量百分比為3-5％。
4.一種如權利要求1-3任意一項所述有機-無機p(g42t-t)/gaon(sn)pn結深紫外探測器件的制備方法，其特征在于，所述制備方法的步驟包含如下：
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟二中制備所述gaon(sn)薄膜的原料金屬鎵顆粒的純度為99.999％，金屬錫粉末的純度99.999％；先將金屬鎵加熱至40℃，形成液態鎵，取適量...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊軍，王順利，張鑫江，鄭明山，
申請(專利權)人：浙江富樂德石英科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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