[发明专利]嵌入柔性衬底的ZnO微米线阵列紫外探测器的制备方法

说明书

本发明公开了一种嵌入柔性衬底的ZnO微米线阵列紫外探测器的制备方法，所述方法以均匀放置在石英舟和石英管的锌粉为原料，通过化学气相沉积法制备得到氧化锌微米线，然后将制备好的氧化锌微米线转移到洗净的玻璃衬底上，排列整齐，滴入PVAL胶水覆盖氧化锌微米线表面，待胶水凝固后，将氧化锌微米线阵列与PVAL衬底从玻璃衬底揭下，完成氧化锌微米线阵列嵌入柔性衬底的工作，再在氧化锌微米线阵列表面沉积金叉指电极，完成ZnO微米线阵列紫外探测器的制备。所述方法使用PVAL柔性衬底，可以最大程度地保护氧化锌微米线阵列，和电极形成最好的接触，使得器件高度一体化。

技术领域

本发明涉及紫外光探测领域，具体涉及一种用于可穿戴设备的嵌入柔性衬底的ZnO微米线阵列紫外探测器的制备方法。

背景技术

随着智能终端的普及，可穿戴电子设备出现了巨大的市场前景。柔性可穿戴探测器具有便携轻薄、光电性能优异、器件的集成度高等特点。紫外光探测技术被广泛应用于空间通讯、紫外干扰、紫外制导、环境污染探测、生物医药分析等领域。人眼或者表层皮肤组织暴露在一定强度的紫外光下，会造成不同程度的伤害，也是导致人类皮肤癌的一个重要的原因。因此紫外光探测的柔性可穿戴的紫外探测设备已成为紫外探测研究的重点之一。

氧化锌是一种宽禁带直接带隙半导体，室温下禁带宽度为3.37eV，激子束缚能高达60meV，有着较低的薄膜外延生长温度，在室温下化学性质稳定，有着来源广、价格低、环境友好等优点。氧化锌基的紫外探测器灵敏度高、量子效率和响应度高、响应时间快。

氧化锌基的紫外探测器是通过在衬底上制备氧化锌纳米线/微米线或者薄膜制成。氧化锌薄膜的主要制备方法有金属有机化学气象沉积、脉冲激光沉积、分子束外延等方法，氧化锌纳米线阵列主要的制备方法有化学气象沉积和溶胶凝胶法。浙江大学采用脉冲激光沉积的方法在P型硅衬底上制备出了氧化锌薄膜。苏州大学使用化学气象沉积的方法合成了氧化锌纳米线，电子科学技术大学利用溶胶凝胶法在硅衬底沉积了氧化锌薄膜。溶胶凝胶法的优势是合成温度低，操作简单，但是合成的氧化锌薄膜形貌不易控制，结晶质量较低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种嵌入柔性衬底的ZnO微米线阵列紫外探测器的制备方法，所述方法成本低、操作简单，并且将氧化锌微米线阵列嵌入柔性衬底中，与传统的柔性紫外探测器的合成方法相比，可以最大程度地保护氧化锌微米线阵列，能够和电极形成最好的接触，使得器件高度一体化。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种嵌入柔性衬底的ZnO微米线阵列紫外探测器的制备方法，所述方法包括以下步骤：

S1、对石英试管和石英舟进行清洗烘干预处理；

S2、称取纯度为99.99％的锌粉5-10克，均匀平铺在洗净的石英舟底部并将石英舟放置在石英试管中，将石英试管置于管式炉中间的高温区域；

S3、将管式炉以升温速率10-15℃/min升温至980-1000℃内某一温度，并在管式炉升温过程中持续以流速15-20ml/min通入高纯氮气作为保护气，当管式炉升温到该温度后，停止通入氮气，并开始以流速15-20ml/min通入高纯氧气，保持该温度1-1.5h；

S4、关闭管式炉，冷却至室温后，取出石英试管中的氧化锌微米线待用；

S5、对透明玻璃衬底进行清洗烘干预处理；

S6、将经过预处理后的透明玻璃衬底置于真空手套箱操作台上，将氧化锌微米线转移到透明玻璃衬底上排列整齐，使之与衬底充分接触贴合，逐滴滴入1-2mlPVAL胶水覆盖氧化锌微米线阵列表面后，放入60-65℃的干燥箱保持1-1.5h；

S7、将凝固的PVAL薄膜从透明玻璃衬底上剥离，在氧化锌微米线阵列表面沉积金叉指电极，完成ZnO微米线阵列紫外探测器的制备。