[发明专利]一种高性能的光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种光电探测器器件，包括基底和测试材料，所述基底包括SiO₂/Si衬底和金属电极结构，其特征在于：所述测试材料包括无机CsPbBr₃钙钛矿纳米晶体和二维非层状硒硫化镉纳米片；所述光电探测器由下至上依次包括Si基底、SiO₂薄膜层、二维非层状硒硫化镉、金属电极、无机CsPbBr₃钙钛矿纳米晶体，所述SiO₂薄膜层层叠于所述Si基底表面形成SiO₂/Si衬底，其中SiO₂薄膜层作为绝缘层；

二维非层状硒硫化镉纳米片的合成：采用管式炉加热生长的方式，将5mg CdS粉和5mgCdSe粉分别放置在管式炉加热的中心区域和中心区域下游，然后，在预先清洗好的Si(100)衬底上沉积2nm厚的金膜，用于二维非层状硒硫化镉纳米片的生长，然后将其放置在距离炉中心约17cm的下游位置；加热前，将高纯度N₂吹入管中以排除氧气；加热炉在40分钟内加热至850℃，并以纯度为99.9％Ar气作为载气维持120分钟，在整个反应过程中压力控制在10mTorr；然后，炉子自然冷却到室温得二维非层状硒硫化镉纳米片；

所述光电探测器器件的制备方法，依次包括步骤：

一、在SiO₂/Si衬底上旋转涂布乙醇分散二维非层状硒硫化镉纳米片；

二、利用电子束光刻技术在涂有二维非层状硒硫化镉纳米片的衬底上沉积金属电极层；

三、在沉积金属电极的二维非层状硒硫化镉纳米片表面旋转涂覆一层CsPbBr₃纳米晶体溶液，得到CsPbBr₃纳米晶/二维非层状硒硫化镉纳米片复合结构；

四、将CsPbBr₃纳米晶/二维非层状硒硫化镉纳米片复合结构的光电探测器在丙酮溶液中浸入10s，除去纳米晶体表面配体；

五、器件在60℃下退火10min，得到复合纳米结构光电探测器器件。

2.根据权利要求1所述的光电探测器器件，其特征在于：所述SiO₂薄膜层层叠于Si基底表面的厚度为50～200nm。

3.根据权利要求1所述的光电探测器器件，其特征在于：所述金属电极的材料为Cr、Au、Ag、Al、Cu或Pt之一，厚度为10～500nm。

4.根据权利要求1所述的光电探测器器件，其特征在于：步骤二所述的金属电极层为Cr、Ag、Al、Au、Cu、Pt或者Cr/Au中的一种或者两种金属层。

5.根据权利要求1所述的光电探测器器件，其特征在于：步骤二所述的金属电极层为Cr/Au。

6.根据权利要求1所述的光电探测器器件，其特征在于：

无机CsPbBr₃钙钛矿纳米晶体 由如下方法制备而成：Cs₂CO₃粉加入油酸和十八烯中，在N₂保护条件下加热；然后升高温度，在三颈烧瓶中边搅拌边加入PbBr₂和十八烯溶液，同时注入油酸和油胺，然后调节温度至180℃，随后快速注入分散于十八烯中的油酸铯溶液；此后，反应所得产物在乙酸甲酯中沉淀纯化；最后制备的CsPbBr₃纳米晶分散在正辛烷中，用于器件制备。