[发明专利]量子点中红外光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种量子点中红外光电探测器的制备方法，包括：

在硅/二氧化硅衬底上生长氧化铟镓锌导电沟道层；

在所述氧化铟镓锌导电沟道层的表面制备源电极和漏电极；

对所述氧化铟镓锌导电沟道层进行图形化；

利用热注入法制备单晶碲化锡胶体量子点；

将所述单晶碲化锡胶体量子点旋涂至图形化后的氧化铟镓锌导电沟道层的表面，得到初始器件；

对所述初始器件进行退火，获得量子点中红外光电探测器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用磁控溅射镀膜工艺制备生长氧化铟镓锌薄膜，形成所述氧化铟镓锌导电沟道层，并利用退火工艺使所述氧化铟镓锌导电沟道层的载流子迁移率为9.23m²V^-1s^-1，开关比为5×10⁷，厚度为10～100nm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源电极和所述漏电极制备的过程包括：利用紫外光刻技术进行光刻胶的图形化，并通过热蒸发镀膜工艺蒸镀钛/金复合电极薄膜，制备形成所述源电极和所述漏电极。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化铟镓锌导电沟道层的图形化过程包括：利用紫外曝光工艺实现光刻胶图形化，并通过湿法刻蚀工艺对所述氧化铟镓锌导电沟道层进行图形化；

所述图形化的氧化铟镓锌导电沟道层为互不相连的独立单元，且所述独立单元的长/宽尺寸为100/100μm、100/80μm、100/60μm、100/40μm、100/20μm、100/10μm中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述热注入法制备单晶碲化锡胶体量子点的过程包括：

将碲源溶解在三正辛基膦中，在惰性气氛下加热回流搅拌，使所述碲源充分溶解，形成浓度为90～96mg/mL、透明浅绿色的溶液，作为反应的碲源；

将双[双(三甲基甲硅烷基)氨基]锡(II)加入到十八烯中，在40～120℃的惰性气氛下加热搅拌，使所述双[双(三甲基甲硅烷基)氨基]锡(II)充分溶解，形成浓度为20～28mg/mL的溶液，作为反应的锡源；

利用热注入法将所述锡源注入到120～180℃的含有碲源的油胺溶液中，反应1～10min，合成碲化锡量子点；

将合成后的碲化锡量子点冰水浴冷却至室温，加入表面活性剂，得到碲化锡量子点胶体，先在所述碲化锡量子点胶体中加入丙酮/氯仿离心，去除上清液分散在量子点溶剂中，重复2～3次，再利用丙酮/无水乙醇/氯仿离心纯化，去除上清液分散在量子点溶剂中，重复2～3次，得到浓度为20mg/mL的单晶碲化锡胶体量子点。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述量子点溶剂为氯仿、正己烷、正辛烷或甲苯；

所述单晶碲化锡胶体量子点的粒径尺寸分布为50～100nm，晶向以(111)为主。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述单晶碲化锡胶体量子点旋涂至图形化后的氧化铟镓锌导电沟道层的表面，得到初始器件的过程包括：

使用短链配体2-硝基噻吩进行配体置换，将长链配体替换掉以增加量子点电导率；

通过多次旋涂和配体置换，使量子点薄膜层的厚度为500～1000nm。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用梯度升温，然后冷却至室温的方式对所述初始器件进行退火操作，获得所述量子点中红外光电探测器，所述退火的温度为100～350℃，时间为1～4h，气氛为惰性气体。

9.一种利用如权利要求1至8所述的制备方法制备得到的量子点中红外光电探测器，其特征在于，自下而上包括硅/二氧化硅衬底、氧化铟镓锌导电沟道层和碲化锡量子点光敏层，所述氧化铟镓锌导电沟道层的两端分别与源电极和漏电极相连接，硅作为底栅极。

10.根据权利要求9所述的量子点中红外光电探测器，其特征在于，所述硅/二氧化硅衬底中的二氧化硅的厚度为50～200nm，硅的厚度为300～500μm。