[发明专利]基于单根孪晶结构GaN纳米线的紫外光电探测器及制备方法

摘要

本发明属于光电探测器领域，特别是指一种基于单根孪晶结构GaN纳米线的紫外光电探测器及其制备方法。该探测器自下而上依次为Si衬底、SiO₂绝缘层，绝缘层上的单根孪晶结构GaN纳米线，覆盖在单根孪晶结构GaN纳米线两端的金属电极。本发明中孪晶结构GaN纳米线具有很高的比表面积，并且孪晶结构可以有效实现光生载流子的分离以及快速输运，具有很高的光响应度、外量子效率和光电流增益。更重要的是，该紫外探测器对UV‑A波段的紫外光有着非常高的选择性。器件制作工艺简单、成本低、灵敏度高、性能稳定。

主权项

1.一种基于单根孪晶结构GaN纳米线的紫外光电探测器的制备方法，其特征在于，自下至上依次包括Si衬底(1)、SiO₂绝缘层(2)，SiO₂绝缘层(2)上设置单根孪晶结构GaN纳米线(3)、金属电极(4)，金属电极(4)分别覆盖在单根孪晶结构GaN纳米线(3)的两端，且形成欧姆接触；所述的基于单根孪晶结构GaN纳米线的紫外光电探测器的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将用于生长GaN纳米线的基底依次置于丙酮溶液、酒精溶液和去离子水中超声清洗，每步清洗5～15分钟，清洗后用氮气吹干；步骤2：利用沉积的方法在基底上沉积一层Au薄膜；步骤3：将装有Ga₂O₃粉末的石英坩埚放置高温管式炉的中央，再将沉积有Au薄膜的基底放至高温管式炉的下游位置；然后，向管式炉中通入惰性气氛来去除管式炉腔体中残余的氧气；步骤4：将高温管式炉的腔体加热，当温度升至900℃±20℃时关闭惰性气氛并通入NH₃气；继续升温，直到温度升至孪晶结构GaN纳米线生长所需的温度；恒温一定时间后停止加热，关闭NH₃气，通入惰性气氛，使管式炉自然冷却至室温，得到孪晶结构GaN纳米线阵列；步骤5：利用物理剥离的方法将孪晶结构GaN纳米线阵列从基底转移至酒精溶液，超声震荡4～6分钟；然后，利用旋涂的方法将纳米线转移并分散至SiO₂绝缘层；步骤6：利用光刻和电子束蒸发的方法在单根孪晶结构GaN纳米线两端制备一层金属电极，形成最终的基于单根孪晶结构GaN纳米线的紫外光电探测器。