[发明专利]基于钙钛矿微米线波导的宽带可调谐光探测器及制备方法

说明书

基于钙钛矿微米线波导的宽带可调谐光探测器及制备方法涉及光电探测技术领域，解决了现有能实现多个波段可调谐探测的系统复杂的问题，包括基底、介电层、设置在介电层上的多个波导单元和金属电极，任意两个波导单元所采用的钙钛矿材料不同；波导单元包括设置在介电层上的第一光波导线和设置在介电层上的第二光波导线，第一光波导线和第二光波导线相互垂直，第二光波导线连接第一光波导线，第一光波导线位于第二光波导线的两端之间，第二光波导线位于第一光波导线的两端之间；第一光波导线的数量至少为两个且两端均连接金属电极，或，第二光波导线的数量至少为两个且两端均连接金属电极。本发明兼顾了宽带响应和光谱分辨率，降低了系统的复杂度。

技术领域

本发明涉及光电探测技术领域，具体涉及基于钙钛矿微米线波导的宽带可调谐光探测器及制备方法。

背景技术

宽带可调谐光探测在信息通讯、环境观测、医学影像和军事侦察等领域都具有重要的应用价值。随着信息器件朝着小型化、集成化的方向发展,基于二维材料的光探测器可以直接利用二维材料本征的波段可调谐性对较宽波段的光进行探测,在宽带可调谐光探测领域展现出良好的应用前景。实现宽带可调谐光探测的方法是通过栅极电压调制二维材料本身的吸收特性或电学特性，对光电响应进行调节，进而实现宽带可调谐探测，然而这种设计通常难以兼顾宽带响应和光谱分辨率，也即在宽光谱探测的同时难以实现对特定波段的选择性探测和识别。此外，采用这种结构要想实现多个波段可调谐探测需要多个偏置栅压使用，一定程度上增加了系统复杂度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供基于钙钛矿微米线波导的宽带可调谐光探测器及制备方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

基于钙钛矿微米线波导的宽带可调谐光探测器，包括基底、设置在基底上的介电层、设置在介电层上的多个波导单元、金属电极，任意两个所述波导单元所采用的钙钛矿材料不同；波导单元包括设置在介电层上的第一光波导线和设置在介电层上的第二光波导线，第一光波导线和第二光波导线相互垂直，第二光波导线连接第一光波导线，第一光波导线位于第二光波导线的两端之间，第二光波导线位于第一光波导线的两端之间；第一光波导线的数量至少为两个且第一光波导线的两端均连接金属电极，或，第二光波导线的数量至少为两个且第二光波导线的两端均连接金属电极。

所述的基于钙钛矿微米线波导的宽带可调谐光探测器的制备方法，包括如下步骤：准备覆盖有介电层的基底，准备多个成膜基底；在每个成膜基底上制备单晶钙钛矿薄膜，并将单晶钙钛矿薄膜转移到介电层上；对介电层上单晶钙钛矿薄膜采用聚焦离子束技术制备得到多个波导单元，所述波导单元的数量等于成膜基底的数量；在介电层上蒸镀制备金属电极，得到基于钙钛矿微米线波导的宽带可调谐光探测器。

所述的基于钙钛矿微米线波导的宽带可调谐光探测器的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、准备覆盖有介电层的基底，在介电层上覆盖一层光刻胶，并刻蚀出波导凹槽结构；

步骤2、结合掩膜，取一种钙钛矿DMF溶液，通过玻片采用刀涂法在掩膜未覆盖的波导凹槽结构中制备波导单元，待DMF挥发后，一个波导单元制备完成；

步骤3、重复步骤2直至所有波导单元制备完成；任意两次执行步骤2所采用的钙钛矿DMF溶液的钙钛矿材料不同；

步骤4、移除掩膜，蒸镀制备连接波导单元的金属电极，得到基于钙钛矿微米线波导的宽带可调谐光探测器。

所述的基于钙钛矿微米线波导的宽带可调谐光探测器的制备方法，包括如下步骤：