[发明专利]一种氧化镍基自偏压光电探测器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氧化镍基自偏压光电探测器，其特征在于：包括基板和固定在基板上的光电结构，所述光电结构包括光敏半导体层和阻挡半导体层，以及对电极薄膜层；

所述光敏半导体层为二氧化钛和/或金属掺杂二氧化钛形成的n型半导体材料层；

所述阻挡半导体层为氧化镍形成的p型半导体材料层。

2.根据权利要求1所述的自偏压光电探测器，其特征在于：所述金属掺杂二氧化钛的掺杂元素为铌、钽和钌中的至少一种；

优选的，所述铌的掺杂量为光敏半导体层总重量的0.1-20％，所述钽的掺杂量为光敏半导体层总重量的0.1-20％，所述钌的掺杂量为光敏半导体层总重量的0.01-5％；

优选的，所述铌的掺杂量为光敏半导体层总重量的1.5-7％，所述钽的掺杂量为光敏半导体层总重量的1.5-7％，所述钌的掺杂量为光敏半导体层总重量的0.1-5％。

3.根据权利要求1所述的自偏压光电探测器，其特征在于：所述阻挡半导体层的厚度为5-500nm。

4.根据权利要求1所述的自偏压光电探测器，其特征在于：所述光敏半导体层的厚度为5-500nm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的自偏压光电探测器，其特征在于：所述基板为玻璃、导电玻璃、柔性衬底、石英片或蓝宝石。

6.根据权利要求1-4任一项所述的自偏压光电探测器，其特征在于：所述对电极薄膜层为氧化铟锡、氧化锌铝和氟掺杂氧化锡、纳米银线和碳浆中的至少一种形成的导电薄膜。

7.根据权利要求1-6任一项所述的自偏压光电探测器在光电探测芯片中的应用。

8.一种采用权利要求1-6任一项所述的自偏压光电探测器的光电探测芯片。

9.根据权利要求1-6任一项所述的自偏压光电探测器的制备方法，其特征在于：包括将钛源或钛源与掺杂金属源分散到溶剂中，制成第一涂覆溶液，将第一涂覆溶液涂布到基板上，烘干溶剂，获得二氧化钛膜或金属掺杂二氧化钛膜，对其进行退火处理，获得二氧化钛或金属掺杂二氧化钛形成的n型半导体材料层；所述掺杂金属为铌和/或钽；

将醋酸镍制成第二涂覆溶液，将第二涂覆溶液涂覆到二氧化钛或金属掺杂二氧化钛形成的n型半导体材料层表面，烘干；第二涂覆溶液涂覆、烘干如此进行1-3次；然后退火处理，获得氧化镍形成的p型半导体材料层；

进一步的，制备对电极薄膜层，即获得所述氧化镍基自偏压光电探测器；

所述退火处理的条件为，在空气、真空或惰性环境下200-480℃保温10-120分钟。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述掺杂金属包括钌时，在进行退火处理之前，先将二氧化钛膜或金属掺杂二氧化钛膜浸泡到钌化合物溶液中，浸泡完成后，再进行退火处理；

优选的，所述掺杂金属为铌时，铌源为氯化铌、乙醇铌、纳米铌粉和五氧化二铌中的至少一种；

优选的，所述掺杂金属为钽时，钽源为氯化钽、乙醇钽、纳米钽粉、五氧化二钽和甲醇钽中的至少一种；

优选的，所述钛源为钛酸正丁酯、钛酸异丙酯和钛酸四乙酯中的至少一种；

优选的，所述溶剂为蒸馏水、乙醇、正丁醇、2-甲氧基乙醇、异丙醇、乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃中的至少一种；

优选的，所述钌化合物溶液为卤素钌、氧化钌、钌盐和钌有机化合物中的至少一种；

优选的，所述第二涂覆溶液包括四水合醋酸镍、乙醇胺，以及氯化锡或/和乙二醇单甲醚。