[发明专利]一种红外弱光探测器件、其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种红外弱光探测器件，由Ag₂HgS₂单晶体、金属电极和电路板组成；所述Ag₂HgS₂单晶体的两端设置有金属电极；所述金属电极与所述电路板相连接。本申请还提供了红外弱光探测器件的制备方法及应用。本发明首次利用新型红外单晶材料Ag₂HgS₂搭建了一种全新的红外弱光探测器件，该器件在表现出了优良的光电探测性能的同时还具有结构简单、制造工艺简单、成本低、性能稳定和可重复性强等优点。检测红外弱光探测器件的性能，结果表明：该器件对200～2200nm波段的光都具有良好的响应，且在光强降低到0.1μW·cm^‑2数量级时，该器件的电流变化也是可以捕捉的。

技术领域

本发明涉及光电探测器件技术领域，尤其涉及一种红外弱光探测器件、其制备方法与应用。

背景技术

随着科学的发展，红外光与人类生活的关联越发密切。任何物体都会辐射出人类肉眼不可见的红外线，且在温度不高的时候辐射出的红外线强度普遍很低，因此在红外波段工作的弱光探测器不论是在军用还是民用方面，都有极大的应用前景；在军用方面，红外波段的弱光探测器可以对具备反侦察能力的飞行器进行探测；而在民用方面，红外波段的弱光探测器可以在工业自动控制和光度计量等方面进行应用。

目前已经商业化、发展较为成熟的红外探测材料主要有PbS、InSb、HgCdTe、InGaAs、InAsSb等。这些材料的有效工作范围可以从近红外波段跨越到远红外波段，但也存在一些亟待解决的问题，如化学稳定性较差、难以形成大尺寸单晶等。

近年来，科学家们为了解决这一问题采用的方法是将已有材料与电学性能较好的二维层状材料形成范德瓦耳斯异质结；虽然异质结型光电探测器的性能参数往往优于由同种材料单晶制备的传统光电探测器，但是这种二维层状材料的能带结构往往对层数有严重的依赖，带隙在只有少层的状态与块材的状态有很大的差异。因此，具有优越性能的异质结光电探测器需要将材料形成厚度很小的膜，往往难以大批量制备，不利于在微电子平台中大规模集成。这使得此类光电探测器的产业化进程往往慢于传统的单晶光电探测器，空有良好的性能却难以应用到实际当中。因此，提供一种优良光电探测性能的光电探测器是十分必要的。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供具有优良光电探测性能的红外弱光探测器件。

有鉴于此，本申请提供了一种红外弱光探测器件，由Ag₂HgS₂单晶体、金属电极和电路板组成；

所述Ag₂HgS₂单晶体的两端设置有金属电极；

所述金属电极与所述电路板相连接；

所述Ag₂HgS₂单晶体具有一维棒状外形和金属光泽。

优选的，所述Ag₂HgS₂单晶体的制备方法包括以下步骤：

将银源、汞源、硫源和水混合后进行水热反应，得到Ag₂HgS₂单晶体；所述银源中银离子与所述汞源中汞离子的摩尔比为4:1。

优选的，所述硫源中硫离子的摩尔数与所述银源中银离子与所述汞源中汞离子的总的摩尔数的比例为＞30：5。

优选的，所述金属电极选自银电极或金电极。

优选的，所述金属电极的金属纯度为999～9999。

优选的，所述金属电极与所述电路板之间设置有金属丝。

本申请还提供了一种红外弱光探测器件的制备方法，包括以下步骤：