[发明专利]一种核-壳结构量子点宽光谱光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种核-壳结构量子点宽光谱光电探测器，其特征在于，包括从下到上依次层叠的单晶硅衬底层、氧化硅绝缘层和石墨烯沟道层；所述石墨烯沟道层上设置有交叉周期性纳米结构排列的源极电极和漏极电极；所述源极电极和漏极电极的叉指之间形成石墨烯沟道；所述石墨烯沟道内旋涂有核-壳结构量子点光敏介质层。

2.根据权利要求1所述的一种核-壳结构量子点宽光谱光电探测器，其特征在于，所述单晶硅衬底层为重掺杂N型硅衬底或重掺杂P型硅衬底；所述氧化硅绝缘层的材料为二氧化硅；所述单晶硅衬底层和氧化硅绝缘层的尺寸相同。

3.根据权利要求1所述的一种核-壳结构量子点宽光谱光电探测器，其特征在于，所述石墨烯沟道层为单层或少层石墨烯；所述石墨烯沟道层的厚度为0.33~3.3nm。

4.根据权利要求1所述的一种核-壳结构量子点宽光谱光电探测器，其特征在于，所述石墨烯沟道层的面积小于氧化硅绝缘层的面积。

5.根据权利要求1所述的一种核-壳结构量子点宽光谱光电探测器，其特征在于，所述源极电极和漏极电极的尺寸和厚度均相同；所述源极电极的电极材料为铂；所述漏极电极的电极材料为金。

6.根据权利要求1所述的一种核-壳结构量子点宽光谱光电探测器，其特征在于，所述核-壳结构量子点层为CdSe-ZnS、CdSe-CdS、CdS-ZnS或CdS-ZnSe核-壳结构量子点；所述核-壳结构量子点粒径为10~15nm；所述核-壳结构量子点层的厚度为30~60nm，光谱吸收范围是250~1600nm。

7.一种核-壳结构量子点宽光谱光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将单晶硅衬底层超声清洗，吹干备用；

通过热氧化法在单晶硅衬底层上制备氧化硅绝缘层；

通过增强型化学气相沉积法在铜箔表面生长石墨烯，生长完毕后腐蚀掉铜箔，将石墨烯薄膜转移到氧化硅绝缘层上；

在覆盖了石墨烯的氧化硅绝缘层上盖上一片面积比氧化硅绝缘层小的石英片，刻蚀掉石英片以外的石墨烯，保留盖有石英片区域的石墨烯，形成石墨烯沟道层；

将具有周期性交叉排列结构的金属掩膜板置于石墨烯沟道层上，通过磁控溅射设备分别在石墨烯沟道层上制备源极电极和漏极电极，在所述源极电极和漏极电极的叉指之间形成石墨烯沟道；

通过旋涂法将核-壳结构量子点旋涂在石墨烯沟道上，形成核-壳结构量子点光敏介质层，得到核-壳结构量子点宽光谱光电探测器。