[发明专利]一种柔性单晶薄膜光电探测器件及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性单晶薄膜光电探测器件及其制备方法，其特征在于，由上至下依次包括纳米厚度薄膜层、金属电极层和柔性基底；其中：

所述薄膜材料，为两元素半导体薄膜，沉积于NaCl晶体表面，具有单晶结构特征，其厚度为小于100nm，可以为SnSe材料，也可以为SnTe材料；

所述金属电极层，为贵金属材料，其纯度为99.9％，厚度为10–30nm；

所述柔性基底，为可弯曲塑料材料，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氨酯(PU)等，其厚度小于0.3mm。

2.柔性单晶薄膜光电探测器件，其特征在于，

所述金属电极层是采用直流磁控溅射方法沉积于所述柔性塑料基底之上的；

所述薄膜层是采用直流磁控溅射方法沉积于所述NaCl晶体表面之上的；

所述光电探测器件是采用水溶液将所述薄膜从所述NaCl晶体表面剥离，然后转移至所述具有金属电极层的柔性基底表面，形成目标器件。

3.一种如权利要求1所述的一种柔性单晶薄膜光电探测器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，NaCl晶体表面清洗步骤

选取NaCl晶体，用干燥氮气将表面吹洗；

将吹洗后的NaCl晶体装入托片、放入等离子清洗腔，并将清洗腔抽为真空状态，通入工作气体Ar惰性气体，气压调至第一压力，采用等离子体反溅技术，在第一温度和恒定的120W反溅功率条件下，利用等离子体轰击NaCl晶体表面，离子轰击清洗时间长度为20-30分钟，清洗完成后，取出；

第二步，薄膜层表面沉积步骤

将离子清洗后的NaCl晶体转入溅射腔，并将溅射腔抽为高真空，在Ar惰性气体环境下，将NaCl晶体的温度调至第二温度，氩气气压调至第二压力，采用直流磁控溅射技术，在恒定的10W溅射功率条件下，利用电离出的离子轰击陶瓷靶材，在所述NaCl晶体的表面上，沉积一层薄膜层；然后，停止加热，将样品温度降至室温，取出。

第三步，薄膜层的剥离

将样品取出后，利用匀胶机在薄膜表面旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯保护层，然后放入烘箱在恒定80摄氏度条件下烘烤30分钟；取出后，等温度降至室温，放入水溶液浸泡；当带有保护层的薄膜层完全脱落并悬浮与液面，完成。

第四步，金属电极层表面沉积步骤

将柔性塑料基底装入样品托盘，并在塑料基底表面覆盖掩模板，放入溅射真空腔；

将柔性塑料基底的温度调至第三温度，Ar气压调至第三压力，采用直流磁控溅射技术，在恒定的30W溅射功率条件下，利用电离出的离子轰击金属靶材，在上述柔性塑料基底的表面上，沉积一层金属电极层；然后，停止加热，将样品温度降至室温，取出；

利用探针将上述沉积的金属电极划开，形成具有一定间隔距离的分离电极结构。

第五步，薄膜转移与器件加工步骤

将剥离形成的具有保护层的薄膜转移至上述具有金属电极结构的塑料基底表面，压平；

将上述转移形成的样品放入烘箱在恒定50摄氏度条件下烘烤60分钟；取出后，等温度降至室温，放入二氯甲烷溶液浸泡，浸泡时间长度180分钟，去除聚甲基丙烯酸甲酯保护层；

用高纯酒精对上述浸泡后的样品冲洗，放入烘箱在恒定50摄氏度条件下烘烤120分钟，即得。

4.根据权利要求3所述的一种柔性单晶薄膜光电探测器件的制备方法，其特征在于，所述的清洗腔的真空状态为1–10Pa；

所述的溅射腔的高真空为3×10^-4-5×10^-4Pa。

5.根据权利要求3所述的一种柔性单晶薄膜光电探测器件的制备方法，其特征在于，所述Ar惰性气体的纯度在99.999％以上；

所述高纯氮气是指纯度为99.95％以上的干燥氮气；

所述陶瓷靶材，可以为SnSe，也可以为SnTe，其纯度为99.99％；

所述金属靶材，包括Pt、Pd、Au等不易氧化的贵金属，其纯度为99.999％。

6.根据权利要求3所述的一种柔性单晶薄膜光电探测器件的制备方法，其特征在于，所述的具有一定间隔距离的分离电极结构，间隙距离为5–30μm。