[发明专利]红外探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种红外探测器及其制备方法，其中，红外探测器包括：金属电极，以及自下而上依次设置的衬底、砷化镓基层和石墨烯层；衬底上设置有与砷化镓基层相平行的长条阵列式凹槽，砷化镓基层设置于长条阵列式凹槽上，砷化镓基层表面具有砷化铟量子点，金属电极设置在所述砷化镓基层两端。本发明中，通过在砷化镓基层表面设置砷化铟量子点，同时能够使得砷化镓基层相对该长条阵列式凹槽进行横向生长，从而可提高砷化镓基层的光响应能力，缩短红外探测器的响应时间，通过石墨烯层、砷化镓基层以及金属电极之间的配合，能够提高对于光生载流子的提取效率，提升红外探测器的灵敏度。

技术领域

本发明涉及红外光电探测技术领域，特别涉及一种红外探测器及其制备方法、交流固态继电器。

背景技术

交流固态继电器(solid state releys，SSR)是一种无触点通断电子开关，它利用电子元件(如开关三极管、双向可控硅等半导体器件)的开关特性，可达到无触点、无火花地接通和断开电路的控制效果，属于四端有源器件，其中两个端子为输入控制端，另外两端为输出受控端。交流固态继电器的优点包括开关速率快、工作频率高、使用寿命长、杂讯低以及工作可靠等，目前交流固态继电器正逐步替代常规的电磁式继电器，在许多领域的电控及计算机控制方面得到了日益广泛的应用，比如工业过程控制、电力控制、高铁控制、飞机控制、船舶控制以及涡轮增压发动机控制等。

现有的交流固态继电器的输出受控端一般集成有光敏器件和若干场效应管，其中光敏器件的响应时间过长且检测灵敏度不高，主要体现在针对弱光的探测能力较弱，难以满足目前控制领域的光电探测需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种红外探测器及其制备方法、交流固态继电器，相比于传统技术，能够缩短响应时间，提高对弱光的探测能力，提升灵敏度。

第一方面，本发明的实施例提供了一种红外探测器，包括：金属电极，以及自下而上依次设置的衬底、砷化镓基层和石墨烯层；所述衬底上设置有与所述砷化镓基层相平行的长条阵列式凹槽，所述砷化镓基层设置于所述长条阵列式凹槽上，所述砷化镓基层表面具有砷化铟量子点，所述金属电极设置在所述砷化镓基层两端。

本发明实施例的红外探测器，通过在衬底上设置长条阵列式凹槽，以便于基于该长条阵列式凹槽来设置与其平行的砷化镓基层，即能够使得砷化镓基层相对该长条阵列式凹槽进行横向生长，从而可提高砷化镓基层的光响应能力，以便于更准确地捕捉弱光进行探测，同时由于光响应能力的增强，响应速率即会加快，因此能够缩短红外探测器的响应时间，并且通过在砷化镓基层表面设置砷化铟量子点，可进一步提高砷化镓基层的光响应能力；通过石墨烯层与砷化镓基层能够配合构建异质结，从而能够加速光生载流子的分离，提高载流子的运输效率，此外，由于石墨烯与金属电极之间的倾向便于形成良好的小电阻欧姆接触，因此能够提高对于光生载流子的提取效率，通过上述两方面的配合作用，因此能够大大提升红外探测器的灵敏度。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述砷化镓基层为砷镓铟阵列层。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述长条阵列式凹槽为二氧化硅薄膜。

第二方面，本发明的实施例提供了一种交流固态继电器，包括如上述第一方面任意一项实施例所述的红外探测器。

本发明实施例的交流固态继电器，包括有红外探测器，相比于传统技术，该红外探测器能够缩短响应时间，提高对弱光的探测能力，提升灵敏度，因此，集成有该红外探测器的交流固态继电器能够更加适应目前控制领域的光电探测需求，具有良好的应用前景。

第三方面，本发明的实施例提供了一种制备如第一方面任意一项实施例所述的红外探测器的方法，该方法包括：

于所述衬底上刻蚀所述长条阵列式凹槽；

沿所述长条阵列式凹槽的方向，于所述长条阵列式凹槽上生长表面具有所述砷化铟量子点的所述砷化镓基层；