[发明专利]基于肖特基电极和碘化铅的自驱动辐射探测器及制备方法

说明书

本发明公开了一种基于肖特基电极和碘化铅的自驱动辐射探测器及制备方法，包括衬底层、碘化铅材料层、绝缘保护层、第一电极和第二电极，所述碘化铅材料层设置在衬底层上，第一电极和第二电极分别设置在碘化铅材料层的上下两侧或左右两侧，第一电极和第二电极为不同功函数材料，绝缘保护层将碘化铅材料层、第一电极、第二电极包覆在衬底层上。本发明的自驱动辐射探测器，与当前的需要加电压驱动的辐射探测器相比，可以不需要额外电压，而与自驱动有机无机钙钛矿或引入有机材料作为电子传输层或空穴传输层的辐射探测器相比，本发明的肖特基电极和碘化铅的自驱动辐射探测器稳定性更好，且暗电流低，寄生电容小，响应较快。

技术领域

本发明属于辐射探测领域，具体涉及一种基于肖特基电极和碘化铅的自驱动辐射探测器及其制备方法。

背景技术

日益恶化的环境问题和恐怖袭击使辐射探测器成为环境监测和预警的核心与基础。半导体辐射探测器可用于X、γ和β等高能射线的探测，并可广泛应用于安保、医疗、国防和核电等行业，以及工业机械部门小型产品及零部件的尺寸标定、无损检测和无损评估等方面。

目前，辐射探测器所采用的材料有a-Se，TlBr，CdZnTe等，而这些传统材料存在诸多不利因素限制了其广泛应用。比如，a-Se对高能射线吸收率低，且在高于室温一定范围内，a-Se材料会局部结晶失去光电转换功能，TlBr存在剧毒，CdZnTe的制备温度太高。因此，从半导体辐射材料选择、制备工艺以及经济环保的角度考虑都需要对传统辐射探测器做进一步的改进。

碘化铅PbI₂是一种极有前途的室温辐射探测器材料。在过去几十年中，围绕PbI₂晶体的生长[CN200610020393-用碘化铅熔体生长单晶体的方法及设备；CN201310181516-大面积碘化铅厚膜的制备方法及其实施设备；Xinghua Zhu,PeihuaWangyang,Hui Sun,etal.Facile growth and characterization of freestanding single crystalPbI₂film,Materials Letters,2016,180:59～62.等]以及辐射探测应用[CN201010288195-辐射探测器及其成像装置、电极结构和获取图像的方法；CN201020536985-辐射探测器及其成像装置和电极结构-发明]开展了大量的研究工作。目前，基于PbI₂辐射探测器主要围绕PbI₂的制备，以及相关成像装置、电极结构和获取图像开展了研究工作。除此之外，目前的半导体辐射探测器(a-Se，TlBr，CdZnTe，PbI₂等)都需要额外增加电压才能有效工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为：针对当前半导体辐射探测器(a-Se，TlBr，CdZnTe，PbI₂等)需要外加电压，而自驱动有机无机钙钛矿辐射探测器因有机材料的引进而稳定性较差的现状，提供一种制备方法简易且不需要外加电压的自驱动肖特基结碘化铅辐射探测器。

本发明的技术方案为：基于肖特基电极和碘化铅的自驱动辐射探测器，包括衬底层、碘化铅材料层、绝缘保护层、第一电极和第二电极，所述碘化铅材料层设置在衬底层上，第一电极和第二电极分别设置在碘化铅材料层的上下两侧或左右两侧，第一电极和第二电极为不同功函数材料，绝缘保护层将碘化铅材料层、第一电极、第二电极包覆在衬底层上。

进一步地，碘化铅材料层为碘化铅单晶层或碘化铅多晶膜层。

进一步地，所述第一电极和第二电极的材料为Ag、Ti、Cr、W、Mo、Au、Pd、Ni、Pt、Al或它们的合金，且它们不同时为同一种材料。这样第一电极和第二电极就具有不同的功函数，与碘化铅材料层形成肖特基结。