[发明专利]一种ZnO/Ti3

说明书

本发明公开了一种ZnO/Ti₃C₂T_x线形紫外探测器及其制备方法。该方法包括：在衬底上采用垂直提拉的方法制备氧化锌凝胶层；对所述氧化锌凝胶层采用退火处理，制备得到ZnO层；在ZnO层的表面上用垂直提拉的方法制备Ti₃C₂T_x层；对ZnO层和Ti₃C₂T_x层上分别刷银浆，在保护气氛下进行退火处理，形成欧姆接触，得到所述ZnO/Ti₃C₂T_x线形紫外探测器。本发明提供的ZnO/Ti₃C₂T_x线形紫外探测器，采用类金属导电性的二维Ti₃C₂T_x纳米片修饰ZnO提升了器件的响应度和外量子效率，可应用在光开关和图像传感器领域。

技术领域

本发明属于无机材料器件制造工艺领域，具体涉及一种ZnO/Ti₃C₂T_x线形紫外探测器及其制备方法。

背景技术

在紫外探测领域，目前已经投入应用的是光电倍增管和硅基紫外光电管。光电倍增管需要在高电压下工作，而且体积笨重，易损坏，对于实际应用有一定的局限性。硅基紫外光电管需要附带滤波片，这增加了器件制备的复杂性，使得器件造价昂贵。基于第三代半导体的紫外探测器，由于其本身禁带宽度较大，在紫外探测过程中，可以避免可见光的干扰，避免了附带滤波片的使用。

氧化锌作为第三代宽禁带半导体的典型代表，在紫外探测领域展现出了很大的应用潜力，但是本征氧化锌半导体载流子浓度较低，导电性较差，光生电子空穴浓度较少，很难实现高效率的紫外光探测，于是通过不同材料的修饰在光照下提升本征半导体光生电子空穴浓度，以提升其光探测能力，例如，贵金属的修饰等。近期研究发现二维Ti₃C₂T_x材料也具有等离子共振效应，例如，Dhinesh等人(Dhinesh et al.Advanced materials(2019)，doi.org/10.1002/adma.201807658)报道Ti₃C₂T_x材料可以用在等离子体光探测领域。复旦大学方晓生组在铜衬底上生长了BiOCl纳米片，然后旋涂Ti₃C₂T_x纳米片，通过氧化锌纳米点的修饰，增强了器件的紫外探测性能(Ouyang et al.Advanced electronic materials，2020，6，2000168)，但是薄膜器件的制备尺寸，以及制备过程都相对复杂，另外，目前关于将Ti₃C₂T_x材料与氧化锌复合，利用其等离子体共振效应为半导体提供电子的研究很少。因此，一种简单可行的制备高性能紫外探测器的方法是当前研究工作的重点内容。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种ZnO/Ti₃C₂T_x线形紫外探测器及其制备方法。

本发明的目的在于通过在玻璃纤维丝表面用Ti₃C₂T_x材料去修饰氧化锌薄膜，通过Ti₃C₂T_x表面等离子体共振效应增加紫外探测器的探测性能。

本发明提供的ZnO/Ti₃C₂T_x线形紫外探测器及其制备方法是一种基于半导体薄膜和二维材料复合的紫外探测器的制造方法。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。