[发明专利]基于碘铅铯甲脒薄膜的宽波带光电探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了基于碘铅铯甲脒薄膜的宽波带光电探测器及其制备方法，是在绝缘玻璃的上表面设置有FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜，在FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜上设置有一对与其呈欧姆接触的金薄膜电极。本发明的光电探测器利用FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜比表面积大的特点，同时充分利用其超高的电子迁移率，使得器件响应速度超快，且光吸收能力强、对紫外光到可见光范围感应灵敏、抗电磁干扰强，为钙钛矿材料在光电探测器的应用中开拓了新的前景。

技术领域

本发明属于半导体光电探测器领域，具体涉及一种基于碘铅铯甲脒薄膜的宽波带超高速光电探测器及其制备方法。

背景技术

随着现代科学技术的迅速发展，光电探测器(PD)在科研、生产、军事、光学研究等领域都有着非常重大的意义。由于宽吸收光电探测器在工业和科学技术等领域存在着广泛的用途，所以到目前为止很多人通过组合不同的功能材料来寻找一种广泛的宽波带光吸收材料，从而制作出可以从紫外到可见光区的光电探测器。不同的探测器件有不同的应用领域，例如紫外光区探测器可用于紫外线制导、检测癌细胞、观测地震的发光现象及水质的检测，而可见光探测器件主要用于射线测量和探测、工业自动控制等。另外在宇宙飞船、火灾监测、炸药探测等方面光电探测器也有重要的应用价值。光探测器是将不同波长的光作为能量激发半导体，产生大量电子空穴对，从而把光能转换为电能，并有仪器检测量化的一种功能器件，因此在工业领域和科学领域需要研发新型的光探测器材料并使其在不同的光谱范围内都有光谱响应就有非常重要的意义。目前在紫外光区，大部分光电探测器的制备是以硅基或碳化硅等无机材料为主，由于这些无机器件制造条件过于苛刻如成本高、制造工艺相对复杂，导致价格昂贵、重量大，且应用波段范围窄难于宽范围的光电转换。如果需要研制一种在紫外到可见光的光谱范围内都有响应的光探测器件，就需要通过制备多层器件来实现，这就进一步增加了器件的制造成本和工艺的复杂性。

随着人们对材料的性能提出更多的要求，各种材料不断出现，在纵多的材料中二维纳米薄膜材料拥有不可估量的潜力。由于纳米材料表面能高、比表面积大的特点，且当材料进入纳米范围时，材料相关的电学、磁学、光学性能均发生明显变化，用二维纳米材料可以制造出价格低廉、性能优异的光电探测器，吸引了越来越多人的研究兴趣。有机无机杂化钙钛矿可作为二维纳米材料的原材料，另外与无机光探测器件相比，有机无机杂化钙钛矿光探测器件具有材料选择范围广、制造成本低、可使用简单的溶液加工制备工艺及柔性等优点。更有意义的是，有机无机杂化钙钛矿光探测器还可以实现高量子效率、高灵敏度、高响应速度、宽光谱响应范围及低成本。因而，有机无机杂化钙钛矿光探测器可作为宽光谱响应的一个新的研究方向。

发明内容

本发明公开了基于碘铅铯甲脒薄膜的宽波带光电探测器及其制备方法，旨在充分利用FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜超高的迁移率和广泛的吸收波长，提供一种制备工艺简单、光吸收能力强、对可见光感应灵敏、且抗电磁干扰能力强的宽波带超高速光电探测器。

本发明为实现发明目的，采用如下技术方案：

本发明基于碘铅铯甲脒薄膜的宽波带光电探测器，是在绝缘玻璃的上表面设置有FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜，在所述FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜上设置有一对与所述FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜呈欧姆接触的金薄膜电极。