[发明专利]一种基于BeZnOS四元合金的自发极化场增强型紫外光探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于BeZnOS四元合金的自发极化场增强型紫外光探测器，其特征在于：所述探测器从下至上依次包括m面蓝宝石衬底、有源层、一对平行金属电极，其中：所述有源层为m面BeZnOS四元合金薄膜，所述平行金属电极垂直于所述BeZnOS四元合金薄膜的c轴方向。

2.根据权利要求1所述的基于BeZnOS四元合金的自发极化场增强型紫外光探测器，其特征在于：所述m面蓝宝石衬底的厚度为0.35～0.45mm。

3.根据权利要求1所述的基于BeZnOS四元合金的自发极化场增强型紫外光探测器，其特征在于：所述有源层的厚度为80～160nm。

4.根据权利要求1所述的基于BeZnOS四元合金的自发极化场增强型紫外光探测器，其特征在于：所述平行金属电极的厚度为30～60nm。

5.根据权利要求1所述的基于BeZnOS四元合金的自发极化场增强型紫外光探测器，其特征在于：所述平行金属电极的间距为10～100μm。

6.根据权利要求1所述的基于BeZnOS四元合金的自发极化场增强型紫外光探测器，其特征在于：所述平行金属电极材料可以为Au、Ag或Al中的任一种。

7.权利要求1所述的基于BeZnOS四元合金的自发极化场增强型紫外光探测器的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1)以m面蓝宝石作为薄膜生长的衬底，利用清洗液对所述衬底进行超声清洗后用氮气吹干，立即置于脉冲激光沉积系统的真空腔内；

(2)采用脉冲激光烧蚀沉积、磁控溅射或电子束蒸发方法在步骤(1)预处理后的m面蓝宝石衬底表面沉积m面BeZnOS四元合金薄膜；

(3)利用四圆单晶X射线衍射仪确定步骤(2)制得的m面BeZnOS四元合金薄膜的c轴方向；

(4)利用蒸镀法或光刻法，在所述BeZnOS四元合金薄膜c轴垂直方向表面形成一对平行金属电极，获得本发明所述的基于BeZnOS四元合金的自发极化场增强型紫外光探测器。

8.根据权利要求7所述的基于BeZnOS四元合金的自发极化场增强型紫外光探测器的制备方法，其特征在于：步骤(2)中m面BeZnOS四元合金薄膜具体是采用脉冲激光烧蚀沉积方法制得，具体工艺如下：

利用BeZnOS陶瓷作为靶材，控制衬底温度为100～800℃，脉冲激光能量为200～600mJ/Pulse，氧压为0～10Pa，在步骤(1)预处理后的m面蓝宝石衬底表面沉积形成BeZnOS四元合金薄膜。

9.根据权利要求8所述的基于BeZnOS四元合金的自发极化场增强型紫外光探测器的制备方法，其特征在于：所述BeZnOS陶瓷靶材是采用固相烧结法制得，具体方法如下：

(a)按摩尔比为99：1～70：30的比例将ZnS、BeO粉体混合均匀，加入超纯水，再次混合均匀后置于球磨罐中球磨，得到混合粉末；

(b)将所述混合粉末置于真空干燥箱中干燥后冷却至室温，然后碾碎，压成圆片；

(c)在氩气氛围中，以硫粉为除氧剂，将步骤(b)所得圆片置于真空管式炉中，于1100～1400℃条件下烧制2～5h，得到本发明所述的BeZnOS陶瓷。