[发明专利]基于p-型ZnSe纳米线/n-型Si异质结的光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.基于p-型ZnSe纳米线/n-型Si异质结的光电探测器，其特征是所述光电探测器的结构层自下而上依次为：n-型掺杂Si片(4)、感光层(3)和石墨烯电极(1)，所述感光层(3)为p-型ZnSe纳米线，所述感光层(3)与石墨烯电极(1)之间为欧姆接触，在所述感光层(3)的外围、位于n-型掺杂Si片(4)与石墨烯电极(1)之间设置有绝缘层(2)，以所述绝缘层(2)在n-型掺杂Si片(4)与石墨烯电极(1)之间进行绝缘。

2.根据权利要求1所述的基于p-型ZnSe纳米线/n-型Si异质结的光电探测器，其特征是所述n-型掺杂Si片(4)采用电阻率为0.005~0.02Ω/cm的n-型重掺杂Si片。

3.根据权利要求1所述的基于p-型ZnSe纳米线n-型Si异质结的光电探测器，其特征是所述p-型ZnSe纳米线的掺杂元素为N、Ag、P和Bi中的任意一种，掺杂浓度为1%-50%原子百分含量，掺杂源分别采用氨气、Ag₂S粉末、气态磷烷和铋粉。

4.根据权利要求1所述的基于p-型ZnSe纳米线/n-型Si异质结的光电探测器，其特征是所述石墨烯电极(1)采用石墨烯薄膜。

5.一种权利要求1所述的基于p-型ZnSe纳米线n-型Si异质结的光电探测器的制备方法，其特征是按如下步骤进行：

a、通过热蒸发的方法在三温区管式炉中合成制备p-型ZnSe纳米线：

采用质量纯度不低于99.9%的ZnSe粉末为原材料，取所述原材料ZnSe粉末0.25g和作为掺杂源的纯度不低于99.9%的Ag₂S粉末0.05g，或纯度不低于99.9%的铋粉0.05g充分研磨后放入氧化铝瓷舟，以蒸镀有10nm金的硅片作为衬底，将氧化铝瓷舟和衬底放入石英管中并将石英管转移在管式炉中，所述管式炉以温度为1050℃，气压为100托的反应条件保持两个小时结束反应，待炉腔温度自然冷却到室温时取出样品，硅片衬底上沉积的一层黄褐色绒状产物即为制备所得的p-型ZnSe纳米线；

或：采用质量纯度不低于99.9%的ZnSe粉末为原材料，以蒸镀有10nm金的硅片作为衬底，管式炉以温度为1050℃，气压为100托的反应条件保持两个小时；对于N掺杂ZnSe纳米线，在保持阶段持续通入NH₃气体，气体流量恒定为15sccm；对于P掺杂ZnSe纳米线，在保持阶段持续通入PH₅气体，气体流量恒定为12sccm；待炉腔温度自然冷却到室温时取出样品，硅片衬底上沉积的一层黄褐色绒状产物即为制备所得的p-型ZnSe纳米线；

b、n-型重掺杂Si片预处理

将n-型重掺杂Si片置于质量浓度为5%-10%的氢氟酸溶液中刻蚀2-3分钟，去除n-型重掺杂硅片表面的薄氧化层，然后超声清洗并干燥得到预处理后的备用重掺杂Si片；

c、用镊子将步骤a制备所得的p-型ZnSe纳米线呈片状揭下，揭下的片状p-型ZnSe纳米线平铺于备用重掺杂Si片上；所述片状p-型ZnSe纳米线不大于备用重掺杂Si片的面积；

d、在所述片状p-型ZnSe纳米线的四周平辅绝缘层，再在片状p-型ZnSe纳米线上铺石墨烯电极(1)，以使在所述感光层(3)与石墨烯电极(1)之间为欧姆接触，并且在n-型掺杂Si片(4)与石墨烯电极(1)之间为绝缘。