[发明专利]一种基于ZnO纳米网格的紫外光电探测器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于ZnO纳米网格的紫外光电探测器及其制备方法。经过制备混合溶液、多层薄膜、高温烧结、金属纳米粒子、电极等步骤制备所述基于ZnO纳米网格的紫外光电探测器。本发明所述制备方法适用范围广，可以在多种大尺寸衬底上实现基于ZnO纳米网格的紫外光电探测器的制备，有利于降低生产成本，而且制造设备简单，工艺成熟，方便规模化生产，另外，本发明所述的紫外光电探测器光电响应性能优良。

技术领域

本发明涉及光电探测器领域，特别涉及一种基于ZnO纳米网格的紫外光电探测器及其制备方法。

背景技术

随着现代工业的高速发展，温室气体对臭氧层造成了严重的破坏，臭氧层变薄，甚至臭氧层局部出现了空洞。臭氧层的变薄或者空洞会导致入射到地球表面的紫外线增加。过量的紫外线对地球生物而言有极大的危害。特别对于人类而言，过高的紫外剂量照射很容易灼伤皮肤甚至诱发皮肤癌等严重疾病。因此，加强对户外紫外线的监测就显得非常重要。ZnO是一种无毒、生物兼容性极佳、原材料丰富的Ⅱ-Ⅵ族宽带隙半导体材料，也是一种新兴的紫外光电材料，在光催化降解、气敏传感、光电探测、光电显示等领域具有广阔的应用前景。室温下，未参杂的ZnO的吸收带边在360nm附近，属于近紫外波段，且具有较好的综合光电性能。因此，ZnO材料是一种制造紫外探测的理想材料。现有技术中有较多利用ZnO薄膜来制备紫外探测器的。如CN1400674A该发明利用光刻胶遮挡和磁控溅射的方式溅射出电极，制备紫外探测器。还有如CN106711283A将ZnO制作成墨水，通过喷墨打印的方式制造紫外光电探测器。但这些制造过程条件大多苛刻，对设备要求高，不利于生产成本的降低。

此外，ZnO纳米网格材料也是一种很好的制造紫外探测的理想材料，有望在气敏传感、光电探测、光催化等领域扮演重要的角色。因此，针对现有技术的不足，发展一种低成本、可控的基于ZnO纳米网格的紫外光电探测器制备技术，对促进ZnO纳米网格的应用和紫外光电探测发展具有积极的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于ZnO纳米网格的紫外光电探测器及其制备方法。该制备方法过程简单、成本低，制造的紫外光电探测器具有尺寸可控、分布均匀性好且光电响应性能优良的特点。

本发明通过以下技术方案实现。

一种基于ZnO纳米网格的紫外光电探测器，由下往上，依次由衬底、ZnO薄膜、ZnO纳米网格、金属纳米粒子、电极组成。

优选的，所述衬底选自玻璃、蓝宝石、硅、石英、金属基板中的一种。

优选的，所述金属纳米粒子包含Pt、Ag、Ni、Ti、Fe、Cu中的至少一种。

本发明还提供一种基于ZnO纳米网格的紫外光电探测器的制备方法。

一种基于ZnO纳米网格的紫外光电探测器的制备方法，包括以下步骤：

(1)混合溶液的制备：将醋酸锌和乙醇(分析纯AR，体积分数为98％)按0.08-0.8g:20-160mL的比例制备混合溶液，并使用磁力搅拌器搅拌30-70min，获得醋酸锌和乙醇的混合溶液A，接着，将醋酸锌、碳酸锌、乙醇按0.08-0.8g:0.035-0.4g:20-160mL的比例配置混合溶液；并使用磁力搅拌器搅拌30-70min，获得醋酸锌、碳酸锌、乙醇的混合溶液B；

(2)薄膜C的制备：以玻璃、石英、硅片、蓝宝石、金属板的一种为衬底，衬底尺寸在2cm×2cm-10英寸，使用旋涂仪(北京金时速仪器设备有限公司提供，型号为TA-280)在衬底上均匀涂覆一层醋酸锌、乙醇混合薄膜，具体的旋涂工艺如下：首先在衬底上使用滴管滴加4-12滴混合溶液A，接着第一次利用旋涂仪以350-500r/min的速度旋转衬底30-90s，使混合溶液A均匀铺展在衬底上，之后，第二次以1200-1600r/min的速度旋转衬底10-50s，接着第三次以3500-5500r/min的速度旋转衬底50-140s，并在旋转过程中滴加4-15滴混合溶液A，制得薄膜C，备用；