[发明专利]一种光热探测器的制备方法

说明书

本发明属于探测器技术领域，具体涉及一种光热探测器及其制备方法，光热探测器由基底层、介质层、第一纳米层和第二纳米层由下及上依次连接构成，第一纳米层由热释电块和金属球相间连接构成，以热释电块开始，且以热释电块结束，第一纳米层两侧的热释电块分别设有第一电极和第二电极用于连接外电路，第二纳米层为石墨烯薄膜层，金属球由贵金属材料制成。通过采用多层纳米层加强对入射光的吸收，利用金属球和石墨烯薄膜层的组合设计，形成与入射光的强烈耦合效应，从而加光热探测器对于入射光的吸收，提高光信号的捕捉效率，从而达到提高探测效果的目的，且结构简单，制备过程简单方便，易于操作。

技术领域

本发明属于探测器技术领域，具体涉及一种光热探测器的制备方法。

背景技术

目前光电探测器主要分为两种，光子型探测器和光热型探测器，其中热释电探测器为光热型探测器中很重要的一种，广泛应用于热辐射和从可见光到红外波段激光的探测，但目前的光热转化效率都比较低，主要表现为对光的吸收比较低，其光热转化率必然低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的光热探测器对于入射光吸收率低的问题，本发明提供了一种光热探测器的制备方法，本申请实施例光热探测器通过采用多层纳米层加强对入射光的吸收，利用金属球和石墨烯薄膜层的组合设计，形成与入射光的强烈耦合效应，从而加强本申请实施例光热探测器对于入射光的吸收，提高光信号的捕捉效率，从而达到提高探测效果的目的，且结构简单，制备过程简单方便，易于操作。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种光热探测器的制备方法，用于制备光热探测器，所述光热探测器由基底层、介质层、第一纳米层和第二纳米层由下及上依次连接构成；

所述第一纳米层由热释电块和金属球相间连接构成，以热释电块开始，且以热释电块结束；所述第一纳米层两侧的热释电块分别设有第一电极和第二电极用于连接外电路；

所述第二纳米层为石墨烯薄膜层；所述金属球由贵金属材料制成；

所述制备方法包括以下步骤：

步骤1、准备基底：准备清洁干净的ITO玻璃作为基底层备用；

步骤2、蒸镀介质层：利用电子束蒸镀法在步骤1准备好的ITO玻璃上蒸镀二氧化硅，形成介质层；

步骤3、甩胶：用甩胶机在步骤2形成的介质层上涂覆PMMA光刻胶，厚度为设定的热释电块高度，待涂胶结束后将基底置于热板上烘干；

步骤4、曝光：用图形发生器设计所述第一纳米层图形，并用电子束曝光热释电块形状，得到曝光后的基底；

步骤5、显影定影：将步骤4曝光后的基底依次放入显影液和定影液中分别浸泡，然后取出烘干，所述PMMA光刻胶层上形成所述热释电块形状的孔穴；

步骤6、蒸镀锗化硅：将步骤5烘干的基底放入电子束真空蒸发镀膜机中蒸镀锗化硅，待蒸镀完成并冷却后拿出，步骤5中形成的孔穴已完全蒸镀满锗化硅，形成所述热释电块；

步骤7、剥离PMMA光刻胶：采用lift-off工艺，将步骤6中蒸镀锗化硅后的基底浸泡在丙酮中，待PMMA光刻胶完全溶解后取出；

步骤8、铺小球：将步骤7中剥离PMMA光刻胶的基底浸泡于含有链接剂的金属球溶液中不少于20min，保证金属球可以进入到热释电块之间，最后将基底拿出并放置在热板上烘干形成第一纳米层；

步骤9、铺第二纳米层：利用湿法转移将两层石墨烯薄膜铺于第一纳米层上并吹干，得到所述第二纳米层；

步骤10、镀电极：在第一纳米层两侧表面的热释电块上分别利用电化学方法镀上第一电极和第二电极即可得到所述光热探测器。

进一步地，所述步骤3、步骤5和步骤8中的烘干温度均不高于130℃；