[发明专利]一种日盲紫外探测器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种日盲紫外探测器，包括衬底、设置于衬底表面的MgZnO薄膜、均布在所述MgZnO薄膜表面的金属纳米阵列，以及设置在所述MgZnO薄膜表面的叉指电极；所述金属纳米阵列中所有金属纳米粒子的粒径相同、相邻两个金属纳米粒子的间距相同。本发明还提供了一种日盲紫外探测器的制备方法，通过等离子体增强分子束外延法在衬底表面上沉积MgZnO薄膜，并采用聚苯乙烯微球刻印技术在MgZnO薄膜表面形成金属纳米阵列。本发明的日盲紫外探测器在紫外乃至深紫外波段对光的吸收强，在其他波段对光的吸收弱，能选择特定波长增强吸收，体现出良好的波长选择性，具有更高的光响应度、探测率以及灵敏度。

技术领域

本发明涉及深紫外探测技术领域，尤其涉及一种日盲紫外探测器及其制备方法。

背景技术

深紫外光一般指波长100nm到280nm之间的光波，其在杀菌、医疗、印刷、生化检测、高密度的信息储存和保密通讯等领域具有重大应用价值。根据相关统计数据估计，全球深紫外光应用市场规模高达数十亿美元，目前这类光源主要以氙灯、汞灯等气体光源为主。紫外探测器是将一种形式的电磁辐射信号转换成另一种易被接收处理信号形式的传感器，利用光电效应把光学辐射转化成电学信号。紫外线探测器对紫外辐射具有高响应。其中，日盲紫外探测器的光谱响应区集中在中紫外(波长小于290nm),而对紫外区以外的可见光及红外辐射响应较低；光盲紫外探测器长波响应限在紫外与可见光交界处。

在传统能源越来越珍贵的今天，半导体发光体作为节能材料，其发光效率的提高具有越来越重要的意义。金属表面等离激元以其特殊的性质，成为提高半导体发光效率的有效手段。目前，人们已经实现了利用金属表面等离激元增强基、GaN基及ZnO基等材料的发光增强。金属表面等离激元的共振能量与金属种类、金属颗粒尺寸、形状、间距等很多因素相关。因此，通过调控这些方面，可对金属表面等离激元的共振能量进行有效控制。聚苯乙烯纳米球模板，以其低廉的成本获得了研究者的青睐。中科院有研究组利用自组装的方法在上制备了有序的聚苯乙稀球模板，并分别利用直径为200nm和500nm的聚苯乙稀球模板制备了尺寸为30nm和140nm的Au阵列。

通过研究发现，铝能够在日盲紫外区域激发产生局域表面等离子体共振。但由于铝存在大气气氛下铝膜表面形成的氧化铝具有很高的熔点限制了薄膜通过退火向纳米颗粒的转化，共振波段调节困难等研究难题，现在对于等离子体深紫外探测器探测性能仍然处于研究阶段。

鉴于此，急需研究一种日盲紫外探测器及其制备方法，在深紫外区具有较高的光响应度、探测率以及灵敏度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种日盲紫外探测器及其制备方法，在深紫外区具有较高的光响应度、探测率以及灵敏度。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

本发明提供了一种日盲紫外探测器，包括衬底、设置于衬底表面的MgZnO薄膜、均布在所述MgZnO薄膜表面的金属纳米阵列，以及设置在所述MgZnO薄膜表面的叉指电极；所述金属纳米阵列中所有金属纳米粒子的粒径相同、相邻两个金属纳米粒子的间距相同。

进一步地，所述衬底为蓝宝石衬底、石英衬底、氧化锌衬底或氧化镁衬底中的任意一种，所述衬底的厚度为400～450μm。

进一步地，所述MgZnO薄膜的厚度为500～800nm。

进一步地，所述金属纳米阵列的材质为Al、Ag、Au及其合金中的任意一种。

进一步地，所述金属纳米阵列中所有金属纳米颗粒的粒径均为100nm，相邻两个金属纳米颗粒的间距为400～600nm。

进一步地，所述两个电极为金属叉指电极，指间距≥1mm。

进一步地，所述两个电极的材质为Al、Ag、Au中的任意一种，材质选择相互独立。