[发明专利]一种基于等离激元效应的钙钛矿弱光探测器

权利要求书

1.一种基于等离激元效应的钙钛矿弱光探测器，包括衬底、光电导层和金属电极，其特征在于：所述衬底由柔性或刚性的基底组成，所述光电导层位于衬底表面，所述光电导层由具有等离激元效应的金属纳米颗粒和钙钛矿组成，且金属电极位于光电导层表面，并构成导电电极；

具有等离激元效应的金属纳米颗粒为金、银、铜或铝中的一种或多种，且金属纳米颗粒的粒径为1-20nm，且金属纳米颗粒位于钙钛矿层的底部、中间或表面，厚度为0.2-5nm，钙钛矿为三卤素钙钛矿，厚度为10-500nm，具有ABX₃结构，其中A为Cs、MA或FA中的一种或多种，B为Pb或Sn中的一种或两种，X为 Cl、 Br或I中的一种多种，金属电极为金、银、铜或铝中的一种或多种，厚度50nm。

2.根据权利要求1所述的一种基于等离激元效应的钙钛矿弱光探测器，其特征在于：其还包括制备方法，且制备方法包括以下步骤：首先利用真空蒸镀设备将5nm的金纳米颗粒淀积在衬底表面，并原位60℃热退火1h形成金纳米晶，随后将甲基碘化胺与碘化铅按1：1的摩尔比溶于N，N-二甲基甲酰胺中形成甲胺铅碘钙钛矿的前驱体溶液，紧接着将甲胺铅碘钙钛矿溶液滴于石英玻璃表面，利用旋涂设备1500r/min旋转1min形成薄膜，并将薄膜置于真空干燥箱中100℃退火1h形成多孔结构的钙钛矿薄膜，最后，在薄膜表面利用真空蒸镀设备制备50nm厚的金薄膜形成金属电极。

3.根据权利要求1所述的一种基于等离激元效应的钙钛矿弱光探测器，其特征在于：其还包括验证检测，且验证检测方法包括金纳米晶/甲胺铅碘钙钛矿光电导异质结的吸收光谱、弱光探测器在黑暗和光照条件下的电流-电压特性和弱光探测器在5pW的极弱光条件下的开关特性，且金纳米晶/甲胺铅碘钙钛矿光电导异质结的吸收光谱为：利用稳态吸收光谱检测手段，采用安捷伦carry 5000仪器对金纳米晶、甲胺铅碘钙钛矿和金纳米晶/甲胺铅碘钙钛矿薄膜的吸收光谱进行测量，确定样品的光吸收范围为300-800nm；弱光探测器在黑暗和光照条件下的电流-电压特性为：利用吉时利4200半导体特性分析系统对器件在黑暗和光照条件下的电流-电压特性进行测量表征，器件在黑暗条件下输出的暗电流为0.05nA，工作电压为50V，说明该器件具有极小的暗噪声水平，器件在10mW的光照条件下输出的光电流为4000nA，说明该器件具有极高的光电导；弱光探测器在5pW的极弱光条件下的开关特性为：利用斩波器将5pW强度的极弱光引入到器件探测窗口，并结合吉时利4200对器件的电流-电压特性进行测量表征，器件对弱光激发具有明显的电响应，进一步通过计算，器件的光响应度为1A/W。