[发明专利]一种F-β-Ga2O3/CuGaO2紫外光电探测器及其制备方法

说明书

本发明属于光探测器技术领域，具体涉及一种F‑β‑Ga₂O₃/CuGaO₂紫外光电探测器及其制备方法，该制备方法的步骤包括：先用乙酸铜、硝酸镓和NaOH反应制得CuGaO₂纳米片，然后以硝酸镓为Ga源，辅以NaF分别制备负载在CuGaO₂纳米片上的F‑β‑Ga₂O₃/CuGaO₂和纯的F‑β‑Ga₂O₃；然后将两张材料先后涂在叉指电极上并用热蒸发在薄膜上制备Au电极，得到F‑β‑Ga₂O₃/CuGaO₂紫外光电探测器。本发明所述紫外光电探测器具备高的的光敏度和响应度，探测器响应速度快。

技术领域

本发明属于光探测器技术领域，具体涉及一种F-β-Ga₂O₃/CuGaO₂紫外光电探测器及其制备方法。

背景技术

太阳光可以分为三个波段，紫外区、可见区，红外区；小于400nm波段的波段为紫外波段。除了在航空航天及军事领域，如太空中的辐射探测等对紫外探测技术有一定的要求外；在民用领域，由于紫外辐射会对人体内的维生素合成、紫外致癌等产生影响，也对紫外探测有一定的需求。

光电探测器是一种通过光电信号转变而实现感知探测的重要光电器件，光电探测主要通过以下步骤完成检测：首先在外界光辐射的情况下探测器产生光生载流子，然后光生载流子通过扩散和漂移的形式在半导体内部进行输运和倍增，最后光生载流子形成的光电流被两端电极收集，从而实现了对外界光辐射的检测。

传统上，紫外光的检测方式主要有光电倍增管、热探测器和窄带隙半导体光电二极管。光电倍增管虽然是对紫外光子十分敏感，但是它不仅体积和重量大，并且需要很高的工作电压；热探测器虽然检测效果较好，但是响应速度慢，且不具备波长选择性；窄带隙半导体光电二极管的带隙小，需要额外阻挡可见光和红外光子，进而导致系统的有效面积显著损失。因此制备具有高的响应度、量子效率、响应速度以及信噪比的紫外光电探测器十分必要。

发明内容

针对现有紫外光电探测器的光敏度不高、响应度低和响应速度慢的技术缺陷，本发明提供一种F-β-Ga₂O₃/CuGaO₂紫外光电探测器及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种F-β-Ga₂O₃/CuGaO₂紫外光电探测器的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将一定量的乙酸铜和适量硝酸镓先后加入去离子水中，室温下超声 15-20min后向溶液中缓慢的滴入适量NaOH溶液，并在50-60℃的水浴中搅拌20-30min，然后向混合溶液中滴入适量乙二醇溶液并在同样温度下继续搅拌 10-13min后静置1-2h，静置后将溶液置于反应釜内衬中在190-210℃下反应 36-48h，自然冷却至室温后用稀硝酸将产物离心洗涤至洗涤液呈中性，随后再用无水乙醇和去离子水交替洗涤4次，然后将产物放在65-70℃的真空干燥箱中烘干得到CuGaO₂纳米片。

步骤二：将步骤一制备的CuGaO₂纳米片和适量硝酸镓加入去离子水中，超声20-25min，然后在室温下缓慢滴入NaOH溶液将溶液的pH值调至9左右，随后向溶液中加入适量的NaF溶液和α-烯烃磺酸钠溶液，并快速搅拌10-15min；搅拌后将混合溶液置于170-190℃的反应釜中保温24-30h,冷却至室温后将产物用去离子水离子洗涤3次，然后放入60-70℃的干燥箱中18-22h，干燥后将产物放入管式炉中，在氩气气氛下以950℃煅烧2-3h制得F-β-Ga₂O₃/CuGaO₂材料。