[发明专利]一种具有内建电场的TiO2异相结紫外/深紫外探测器件及制备

权利要求书

1.一种具有内建电场的TiO₂异相结紫外/深紫外探测器件，其特征在于：包括相互叠合的TiO₂金红石相薄膜和TiO₂锐钛矿相薄膜；

具体步骤如下：

1)透明导电衬底的清洗

将透明导电衬底依次置于丙酮、异丙醇、乙醇和去离子水中超声清洗20min，然后置于空气流下吹干；

2)水热法制备TiO₂金红石相薄膜

将预先清洗好的透明导电衬底置于聚四氟乙烯内衬的水热釜中，加入含有0.1～0.3mL钛酸四丁酯的HCl和H₂O体积比1:1的混合液，在150～200℃恒温2h，在FTO衬底上生长TiO₂金红石相纳米棒阵列，纳米棒长度为1～3μm；

3)TiO₂异相结同轴纳米棒阵列的制备

将步骤(2)所得的TiO₂金红石相纳米棒阵列放入磁控溅射设备，以金属Ti靶为溅射靶材，设备首先抽真空制10^-7Pa，然后在其中通入Ar:O₂体积比为85:15的混合气体，调控溅射气压至1～2Pa，在300～400W的直流模式下溅射1～3h，最后将得到的双层膜在450℃热处理2～3h，从而在TiO₂金红石相纳米棒上包覆一层TiO₂锐钛矿相纳米颗粒，形成TiO₂异相结同轴纳米棒阵列；

4)导电电极的制备

在步骤(3)制备的TiO₂异相结结构表面覆盖一层多孔金属掩膜，将其放入磁控溅射设备，以ITO陶瓷靶为靶材，设备首先抽真空制10^-7Pa，然后在其中通入Ar气，调控溅射气压至1Pa，在100W的射频模式下溅射1～3h，得到一层ITO导电电极；或者以金属Al靶为靶材，在100W的直流模式下溅射0.5～1h，得到一层金属Al导电电极；通过以上步骤最终制得自驱动TiO₂异相结紫外探测器。

2.按照权利要求1所述的具有内建电场的TiO₂异相结紫外/深紫外探测器件，其结构特征在于：自下而上依次由透明导电衬底(1)，TiO₂金红石相薄膜(2)，TiO₂锐钛矿相薄膜(3)，导电电极(4)构成；

或自下而上依次由透明导电衬底(1)，TiO₂锐钛矿相薄膜(3)，TiO₂金红石相薄膜(2)，导电电极(4)构成。

3.按照权利要求1或2所述的具有内建电场的TiO₂异相结紫外/深紫外探测器件，其特征在于：所述的异相结为TiO₂金红石相和锐钛矿相所形成的同质异相结结构。

4.按照权利要求2所述的具有内建电场的TiO₂异相结紫外/深紫外探测器件，其特征在于：所述的导电电极(4)为磁控溅射的透明导电电极或金属电极。

5.按照权利要求1、2或4所述的具有内建电场的TiO₂异相结紫外/深紫外探测器件，其特征在于：所述的探测器件在不施加或施加小于0.1V外加偏压的条件下，对200～385nm波段的紫外/深紫外光进行探测。

6.一种按照权利要求1所述的具有内建电场的TiO₂异相结紫外/深紫外探测器件的制备方法，具体步骤如下：

1)制备TiO₂金红石相或锐钛矿相薄膜；

2)制备TiO₂异相结双层薄膜，即制备TiO₂锐钛矿相或金红石相薄膜；

3)制备导电电极；

通过以上步骤最终制得具有内建电场的TiO₂异相结紫外/深紫外探测器件。