[发明专利]一种石墨烯高灵敏度光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯高灵敏度光电探测器的制备方法，其特征在于，所述石墨烯高灵敏度光电探测器的制备方法包括以下步骤：

步骤一，于硬性衬底上刻蚀形成凹部，在脆性衬底上刻蚀与形成的凹部形状相同的凸部；分别对硬性衬底凹部内的和脆性衬底凸部的键合面进行抛光；

步骤二，将键合面放置于去离子水中超声清洗，在清洗后的键合面上涂布键合用的液体，将硬性衬底的凹部与脆性衬底的凸部对准，并将硬性衬底与脆性衬底贴合；

步骤三，在惰性气体气氛中在160-200℃退火200-220min，再在500-600℃退火10-20分钟；对已经键合的脆性衬底进行离子注入形成缺陷层，对进行离子注入后的已键合的衬底进行加热；

步骤四，保温直到脆性衬底从所述缺陷层剥离，将脆性衬底的一部分保留在硬性衬底上；对脆性衬底的断裂面进行抛光，即可得复合衬底；在制备得到的复合衬底上于700-800℃下氧化生长隔离层；

步骤五，在隔离层上表面生长第一介质层；在所述第一介质层与石墨烯接触电极区对应的区域和所述隔离层的所述石墨烯接触电极区注入硅离子和/或铟离子；在所述第一介质层的上表面生长第二介质层；在所述第二介质层与所述第一区域对应的部分的上表面涂覆第二光刻胶层；

步骤六，通过干法刻蚀工艺分别去除所述第一介质层和所述第二介质层与所述石墨烯接触电极区对应的部分；通过电子束蒸发工艺在所述隔离层的上表面蒸发所述金属层；去除所述第二光刻胶层；

步骤七，分别去除所述第一介质层和所述第二介质层与所述石墨烯接触电极区对应的部分；在所述隔离层的所述石墨烯接触电极区的上表面生长金属层，得到覆盖石墨烯接触电极的隔离层；

步骤八，用体积比为1：1的无水乙醇和去离子水混合而成的溶液配置0.125M的维生素C溶液，得到透明反应前驱体溶液；将前驱体溶液加入到反应釜中进行反应，得到深褐色产物；

步骤九，向所述深褐色产物中加入二氯甲烷，多次萃取，取上层水溶液并经过透析膜进行分离纯化，得到碳量子点溶液；将制备好的碳量子点溶液进行超声分散；通过旋涂的方法在覆盖石墨烯接触电极的隔离层上旋涂碳量子点；

步骤十，于铜箔基底上进行石墨烯薄膜的制备，并将制备的石墨烯薄膜转移覆盖于碳量子点层的表面；在石墨烯薄膜的表面光刻出反射层图形，采用电子束蒸发技术生长二氧化硅薄膜。

2.如权利要求1所述的石墨烯高灵敏度光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述离子为H、He中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的石墨烯高灵敏度光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述加热的方法为：从80℃加热到400℃，升温速率为每5℃/10min。

4.如权利要求1所述的石墨烯高灵敏度光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤八中，所述将前驱体溶液加入到反应釜中进行反应的条件为：设置反应时间为10-12h，反应温度为230-260℃。

5.如权利要求1所述的石墨烯高灵敏度光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤十中，所述于铜箔基底上进行石墨烯薄膜的制备，包括：

(1)利用盐酸与去离子水中分别清洗铜箔，对经过清洗的铜箔进行电化学抛光；将乙醇作为清洗剂，对经过抛光的铜箔进行超声波清洗；并利用氮气干燥经过超声波清洗的铜箔；

(2)将铜箔在通有氩气的化学气相淀积管式炉中加热至预设的生长温度；在铜箔保持在所述生长温度第一时长之后，向所述管式炉中通入氢气，对所述铜箔进行恒温退火处理；

(3)向所述管式炉中通入甲烷；在向所述管式炉中通入甲烷第二时长之后，停止向所述管式炉通入甲烷，并将所述铜箔的温度降低至预设的外延温度，即可得到石墨烯薄膜。

6.如权利要求5所述的石墨烯高灵敏度光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述恒温退火处理的方法为：在管式在线退火炉内进行退火处理，所述退火温度为400-600℃，退火时间为0.2-0.6s，保护气氛为95％N₂和5％H₂。