[发明专利]一体化柔性滤纸基铌酸钙紫外探测器及其制备方法与用途

说明书

本发明公开一体化柔性滤纸基铌酸钙紫外探测器及其制备方法，包括如下步骤：(a)制备二维钙钛矿型铌酸钙纳米片。(b)将铌酸钙纳米片溶液通过抽滤获得滤纸铌酸钙复合膜。(c)将滤纸铌酸钙复合膜放置在干燥器中过夜，然后揭掉表面一层铌酸钙薄膜，获得一体化滤纸铌酸钙。(d)构筑一体化柔性滤纸铌酸钙紫外探测器，并测试该器件的柔性性能和光电性能。本发明首次公开了一体化柔性滤纸铌酸钙紫外探测器及其制备方法，该实验方法简单、成本低，并且滤纸铌酸钙紫外探测器在多次弯曲下具有优异的光电性能，极大拓展了二维材料与相关纳米结构和滤纸在构筑柔性光电器件领域的应用。

技术领域

本发明属于柔性光电探测器技术领域，更具体的涉及一体化柔性滤纸铌酸钙紫外探测器及其制备方法。

背景技术

当前高度智能化和集成化设备的发展取得了巨大进步，科学和技术有望以不同形式的可穿戴设备应用于日常生活中。其中光电探测器将光转换为其他信号，广泛应用于臭氧传感、火焰探测、医学成像、忆阻器、天文探测等领域。将此类设备应用于可穿戴设备上，利用光电探测原理来满足实际要求，也为实现智能监控提供了机会。一般采用两种方法来实现可穿戴/灵活的光电探测器。a选择固有的柔性材料，如聚合物、纸、纤维和超薄半导体层。b对材料进行修改以形成柔性结构或增加材料的柔性，如皱折和螺旋结构。然而目前柔性光电探测器的构筑方法通常都是通过柔性衬底来实现的。我们需要在探索合适的材料、设计新颖的结构、高效的制造方法方面继续探索研究。

KCa₂Nb₃O₁₀是一种n型半导体，具有层状钙钛矿结构，它由带负电荷的NbO₆片组成，相邻的两层之间由一层K+离子隔开。特别令人感兴趣的是经过固相反应-质子化-液相剥离的二维钙钛矿型铌酸钙(Ca₂Nb₃O₁₀)纳米片。这些Ca₂Nb₃O₁₀纳米片已被证明是一种优良的材料，广泛应用于电介质、铁电体、热催化和水分解等领域。然而目前为止，还没有公开的，简单的，可实际应用的方法来实现柔性Ca₂Nb₃O₁₀纳米片光电探测技术应用。因此，探索一种基于Ca₂Nb₃O₁₀纳米片的柔性高效光电探测器技术具有重要意义。

发明内容

为了获得一体化柔性可穿戴Ca₂Nb₃O₁₀纳米片紫外探测器，本发明设计了一种用柔性滤纸为载体，自带弯曲特性的Ca₂Nb₃O₁₀纳米片与滤纸孔洞完美地结合在一起，实现一体化柔性滤纸Ca₂Nb₃O₁₀纳米片紫外探测器。本发明制备工艺流程简单、成本低、同时该器件具有良好的柔性光电性能，提供了一体化柔性光电器件构筑的新方法。

为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：一种一体化柔性滤纸基铌酸钙紫外探测器，由二维钙钛矿型铌酸钙纳米片填充在滤纸孔洞形成一体化滤纸铌酸钙，最后在一体化滤纸铌酸钙表面蒸镀电极而成。

优选地，所述滤纸为常规商用的通用滤纸。

根据本发明的第二个方面，所述一体化柔性滤纸基铌酸钙紫外探测器制备方法，包括如下步骤：

(a)制备二维钙钛矿型铌酸钙纳米片的水溶液；

(b)以滤纸为滤膜，将铌酸钙纳米片溶液通过抽滤获得滤纸铌酸钙复合膜；

(c)将滤纸铌酸钙复合膜放置在干燥器中过夜，然后揭掉表面一层铌酸钙薄膜，即获得一体化滤纸铌酸钙；

(d)构筑一体化滤纸铌酸钙紫外探测器，并测试该器件的柔性光电性能。