[发明专利]自驱动光电传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种自驱动光电传感器，其特征在于，包括：

第一导电元件；

第一摩擦层，位于所述第一导电元件的下表面；

第二导电元件，与所述第一导电元件相对设置；

第二摩擦层，位于所述第二导电元件上方绝缘层的上表面，其材料与所述第一摩擦层的材料位于摩擦电极序的不同位置，并且为光致阻变材料，用于接收待测光；以及

第一电极和第二电极，形成于所述第二摩擦层的隔开预设距离的不同位置，并与相应位置的第二摩擦层形成电性接触，其中，所述第一电极连接至所述第一导电元件，所述第二电极连接至所述第二导电元件；

其中，所述第一摩擦层和第二摩擦层能够在分离状态和接触状态之间往复切换，从而在所述第一导电元件和第二导电元件之间形成振幅随照射至所述第二摩擦层的待探测光强度和/或波长而变化的交流脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的自驱动光电传感器，其特征在于，所述第二摩擦层的材料选自于以下半导体材料：SnO₂，ZnO，TiO₂，In₂O₃，ZnS，ZnSe，ZnTe，GaN，Se，CdS，CdSe，CdTe，Si，Ge，PbS，InGaAs，PbSe，InSb、PbTe，HgCdTe，PbSn，HgS，HgSe，HgTe和Te。

3.根据权利要求1或2所述的自驱动光电传感器，其特征在于，所述第二摩擦层为直接生长或化学键连在所述绝缘层上的纳米结构物。

4.根据权利要求1-3任一项所述的自驱动光电传感器，其特征在于，所述待测光属于紫外波段、可见光波段、红外光波段时，所述第二摩擦层的材料分别为TiO₂、CdS和HgTe。

5.根据权利要求1-4任一项所述的自驱动光电传感器，其特征在于，所述第二摩擦层在所述第二导电元件上外延生长制备。

6.根据权利要求1-5任一项所述的自驱动光电传感器，其特征在于，所述第一摩擦层的材料选自于绝缘材料或金属材料，其中：

所述金属材料包括：金、银、铂、铝、镍、铜、钛、铬或上述金属形成的合金；

所述绝缘材料包括：苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺尼龙11、聚酰胺尼龙66、羊毛及其织物、蚕丝及其织物、纸、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素醋酸酯、聚乙二醇己二酸酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维素海绵、棉及其织物、聚氨酯弹性体、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、木头、硬橡胶、醋酸酯、人造纤维、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯弹性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、丁二烯-丙烯腈共聚物、氯丁橡胶、天然橡胶、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)、聚双酚A碳酸酯、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚(2，6-二甲基聚亚苯基氧化物)、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯和派瑞林。

7.根据权利要求1-6任一项所述的自驱动光电传感器，其特征在于：所述第一摩擦层的下表面经过物理改性而形成微米或次微米量级的微结构阵列。

8.根据权利要求7所述的自驱动光电传感器，其特征在于，所述物理改性为：光刻蚀、化学刻蚀或离子体刻蚀。

9.根据权利要求7所述的自驱动光电传感器，其特征在于，所述微结构选自于以下方式：纳米线、纳米棒、纳米管、纳米锥、纳米颗粒、纳米沟槽、微米线、微米棒、微米管、微米锥、微米颗粒和微米沟槽。

10.根据权利要求1-9任一项所述的自驱动光电传感器，其特征在于：所述第一摩擦层的下表面点缀或涂覆纳米材料。

11.根据权利要求1-10任一项所述的自驱动光电传感器，其特征在于，所述第一摩擦层的下表面进行化学改性，该化学改性选自于以下两种方式：

第一种方法是对第一摩擦层，在极性为正的材料表面引入强给电子基团，或者在极性为负的材料表面引入强吸电子基团；

第二种方法是在极性为正的材料表面引入正电荷，而在极性为负的材料表面引入负电荷。

12.根据权利要求1-11任一项所述的自驱动光电传感器，其特征在于，所述第一摩擦层的材料为聚四氟乙烯或聚二甲基硅氧烷。