[发明专利]一种石墨烯‑ZnxAg（1‑x）NyO（1‑y）紫外探测器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电材料与器件领域，具体涉及一种石墨烯-Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)紫外探测器及其制备方法。

背景技术

紫外探测器在很多应用场合均有很高的应用价值。军用方面可用于宇航探测、战斗机尾焰跟踪、导弹尾焰跟踪等；民用方面可用于高压电晕检测、紫外指纹检测、火焰探测等。制造紫外探测器的一类主流材料是半导体材料，半导体紫外探测器体积小、性能稳定、使用方便。半导体紫外探测器可分为光电导效应探测器和光伏效应探测器两大类，其中光电导型紫外探测器具有较好的响应电流，GaN、SiC、ZnO、Al_xGa_1-xN等化合物半导体紫外探测器已经广泛应用于生产和生活中。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种制备石墨烯-Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)紫外探测器的制备方法，所需设备简单成本低廉，且具有优秀的紫外光响应性能，可以作为军用和民用紫外探测器件，有非常大的应用前景。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种石墨烯-Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)紫外探测器，该紫外探测器为光电导型紫外探测器，光电导型紫外探测器包括设置在基底上的光敏层和电极，所述的光敏层中含有石墨烯和Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)，按摩尔比计，x＝0.40～0.99，y＝0.01～0.60。

具体的，按摩尔比计，石墨烯中碳原子与Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)中锌原子加银原子之和的比为(1～10):(10～1)。

更具体的，所述光敏层的基底为玻璃，所述的电极为Au/Ti电极。

制备所述的石墨烯-Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)紫外探测器的方法，包括将石墨烯与含锌化合物、含银化合物和含氮化合物的混合溶液通过溶胶凝胶法制备成胶体，胶体经旋涂处理、热处理、紫外臭氧联合处理和共溅射处理后即得石墨烯-Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)紫外探测器。

具体的，所述的含锌化合物为乙酸锌，含银化合物为硝酸银，含氮化合物为乙酸铵；

混合溶液中乙酸锌的浓度为0.01mol/L、硝酸银的浓度为0.001～0.01mol/L和乙酸铵的浓度为0.01～0.1mol/L；

胶体中含有石墨烯的碳原子的浓度为0.001～0.1mol/L。

更具体的，所述的旋涂处理包括将胶体旋涂在玻璃上；

所述的热处理包括将旋涂胶体的玻璃在氩气氛围下进行400℃热处理；

所述的紫外臭氧联合处理为将热处理后的旋涂胶体的玻璃置于臭氧氛围中254nm紫外辐射处理；

所述的共溅射处理包括将紫外联合臭氧处理后的带有胶体的玻璃利用Au靶和Ti钯在氩气氛围及气压20Pa的条件下共溅射做成Au/Ti电极。

另外，所述的石墨烯的制备方法包括配制50g/L石墨粉末和20g/L高锰酸钾的浓硫酸混合溶液，将混合溶液依次在10℃、30℃和90℃下各搅拌1小时后加入等体积的质量浓度为30％的双氧水，静置后将沉淀物烘干并在1000℃和氩气下热处理得到石墨烯粉末。

本发明的有益效果为：

(1)本发明制备的石墨烯-Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)紫外探测器和无石墨烯的基于单一Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)材料的紫外探测器相比，对波长小于360nm的紫外光辐射具有更好的响应度和响应速度；