[发明专利]基于p-Si/NiO:Zn异质结构的光电探测材料的制备方法

权利要求书

1.一种基于p-Si/NiO∶Zn异质结构的光电探测材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：准备NiO前驱体溶胶：将四水合醋酸镍与二水合醋酸锌溶解于乙二醇甲醚中，加热并磁力搅拌，滴入乙醇胺溶液，继续热浴并搅拌后制得混合溶液；将混合溶液冷却并静置陈化24h后获得NiO前驱体溶胶；

步骤2)：制备掺杂Zn离子的NiO薄膜：采用旋涂的方法在衬底Si片的表面形成掺杂的NiO溶胶薄膜：先低速旋涂，然后高速旋涂，再烘干，待衬底Si片冷却至室温后重复旋涂和烘干步骤3～4次，最后将NiO前驱体溶胶薄膜连同衬底Si片进行烧结，得到在衬底表面的掺杂Zn离子的纳米NiO薄膜；

步骤3)：制备p-Si/NiO∶Zn异质结电极：利用带有叉指镂空结构的模板，采用磁控溅射法在NiO薄膜表面制备Ag电极；将镀有Ag电极的p-Si片放入管式炉中，通入含有氢气和氩气的混合气体，在350～400℃温度下退火后，自然冷却至室温，最终得到基于p-Si/NiO∶Zn异质结构的光电探测材料。

2.如权利要求1所述的基于p-Si/NiO∶Zn异质结构的光电探测材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中四水合醋酸镍与二水合醋酸锌的摩尔比为(98∶2)～(95∶5)；乙醇胺溶液与四水合醋酸镍的摩尔比为1∶1。

3.如权利要求1所述的基于p-Si/NiO∶Zn异质结构的光电探测材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中磁力搅拌前加热至60℃。

4.如权利要求1所述的基于p-Si/NiO∶Zn异质结构的光电探测材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的衬底Si片使用前须经过清洗：首先利用洗涤剂作初步清洗，超声10～15分钟后吹干；然后用氨水、双氧水和去离子水的混合溶液清洗表面的有机物，超声10～15分钟后吹干，其中，氨水、双氧水与去离子水体积比为1∶1∶5；最后用浓盐酸、双氧水和去离子水的混合溶液清除表面的金属离子，超声10～15分钟后吹干，其中，浓盐酸、双氧水与去离子体积比为1∶1∶5。

5.如权利要求4所述的基于p-Si/NiO∶Zn异质结构的光电探测材料的制备方法，其特征在于，所述氨水、双氧水和去离子水的混合溶液中，氨水、双氧水与去离子水的体积比为1∶1∶5；浓盐酸、双氧水和去离子水的混合溶液中，浓盐酸、双氧水与去离子的体积比为1∶1∶5或1∶2∶5。

6.如权利要求1所述的基于p-Si/NiO∶Zn异质结构的光电探测材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中低速旋涂的转速为500～600转/分钟，旋涂时间为10～15秒；高速旋涂的转速为2000～3000转/分钟，旋涂时间为30～35秒；烘干是在60～80℃下烘20～30min；烧结的温度为450～500℃，烧结的时间为1.5～2h。

7.如权利要求1所述的基于p-Si/NiO∶Zn异质结构的光电探测材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中模板上的叉指镂空结构为0.5×0.5cm的正方形叉指结构；Ag电极的有效面积为0.16cm²，Ag电极的厚度为20～30nm。

8.如权利要求1所述的基于p-Si/NiO∶Zn异质结构的光电探测材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中的混合气体中的氢气的体积百分比为5％，氩气的体积百分比为95％；退火时间为30分钟。