一种基于氧化锌纳米带的紫外线传感器的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种基于氧化锌纳米带的紫外线传感器的制作方法，包括以下步骤：（1）将高指数晶面约束的氧化锌纳米带放在绝缘硅片上；（2）将氧化锌纳米带的两端固定在绝缘硅片上，同时分别引出两根导线，静置；（3）用氧等离子体刻蚀掉氧化锌纳米带表面的杂质，然后利用双功能试剂在氧化锌纳米带表面固定一层尿酸酶，静置，完成紫外线传感器制备。使用本发明专利技术提供的方法制作的紫外线传感器具有较好的电学反应稳定性；对紫外线光的照射，反应速度快。

A method of making UV sensors based on Zinc Oxide nanoscale

The invention discloses a method for manufacturing a UV sensor based on Zinc Oxide nanobelts, which comprises the following steps: (1) the Zinc Oxide nano high index surfaces with constraints on insulating silicon; (2) both ends of Zinc Oxide nano belt is fixed on the insulating silicon wafer, and two wires are led, static; (3) with oxygen plasma etching impurity on the surface of Zinc Oxide nanobelts, then using bifunctional reagents with surface immobilized uricase in Zinc Oxide, nano static, complete UV sensor preparation. The ultraviolet sensor made by the method provided by the invention has better stability of electrical reaction and fast reaction to ultraviolet light.

【技术实现步骤摘要】
一种基于氧化锌纳米带的紫外线传感器的制作方法
本专利技术专利涉及光电传感器研究领域，具体涉及一种基于氧化锌纳米带的紫外线传感器的制作方法。
技术介绍
紫外线传感器是利用光敏元件将紫外线信号转换为电信号的传感器，广泛应用于汽车行业、环境监测以及通信行业等，发挥着巨大作用。最早的紫外线传感器是基于单纯的硅，随着纳米传感器研究地深入发展，氧化锌纳米材料由于其较高的表面比、较好的导电性，被认为是目前最好的纳米传感器材料，因此应用氧化锌纳米材料制备紫外线传感器技术得到了迅速提高。很多研究人员致力于相关研究，取得了一定的成果（Law等人制备的紫外线传感器将反应时间提高到0.4毫秒，He等人通过将纳米薄膜表面涂上20纳米厚的等离子聚合丙烯腈的方法将反映时间提高了750倍，Li等人用超长纳米线制备的传感器在提高了反应时间的同时还表现出了明显的电流变化，杜祖亮等人提出了应用单根ZnO纳米线肖特基势垒制备紫外探测器，具有灵敏度高、回复时间短等优势，张跃等人制备的肖特基接触型ZnO纳米阵列紫外光探测器可以从背面照射，结构简单，成本低廉）。由此可见，传感器的反应速度是人们主要的研究方向，除了反应时间以外，传感器反应的稳定性也应该是一个重要方面，但是几乎没有人进行研究，因此，为了更好地实现对紫外线的探测，本专利技术提出一种基于高指数晶面约束的氧化锌纳米线紫外线传感器的构建方法，以期同时提高反应时间和改善稳定性。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提供了一种基于氧化锌纳米带的紫外线传感器的制作方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种基于氧化锌纳米带的紫外线传感器的制作方法，包括以下步骤：（1）将高指数晶面约束的氧化锌纳米带放在绝缘硅片上；（2）将氧化锌纳米带的两端固定在绝缘硅片上，同时分别引出两根导线，静置；（3）用氧等离子体刻蚀掉氧化锌纳米带表面的杂质，然后利用双功能试剂在氧化锌纳米带表面固定一层尿酸酶，静置，完成紫外线传感器制备。作为优选，紫外线传感器所用的氧化锌纳米带通过以下步骤制得：（a）将氧化锌和活性碳粉混合均匀制得原料粉；（b）制作基片：将硅片表面镀上一层催化剂，制得作为生长基底的基片；（c）将步骤（a）处理好的原料粉放在陶泥小舟上，然后把基片镀有催化剂的一面朝向原料粉方向扣在小舟的上方；（d）将步骤（c）处理后的陶泥小舟平稳推送进气-固反应炉中的高温区；（e）将气-固反应炉内抽成真空；（f）逐渐升高气-固反应炉内的温度，在升温的过程中先通入惰性气体，再通入氧气；（g）气-固反应炉内温度保持恒定并持续通入惰性气体和氧气，使氧化锌在基片上生成氧化锌纳米带，反应结束后，停止通入氧气，待炉内温度降为室温后，停止通入惰性气体，将小舟平稳取出，取下基片可得到高指数晶面约束的氧化锌纳米带。作为优选，步骤（2）中氧化锌纳米带的两端用银浆固定在绝缘硅片上。作为优选，步骤（2）中氧化锌纳米带两端引出的导线为铜导线。作为优选，步骤（2）中静置的时间为3小时以上。作为优选，步骤（3）中所用的双功能试剂为戊二醛。作为优选，还包括步骤（4）在氧化锌纳米带的表面涂覆一层聚苯硫醚薄膜。作为优选，所述聚苯硫醚薄膜的厚度为10-12nm。作为优选，步骤（3）具体为用氧等离子体刻蚀掉氧化锌纳米带表面的杂质，然后在35-37度环境下利用双功能试剂戊二醛饱和蒸汽在氧化锌纳米带表面固定一层尿酸酶，静置3小时以上，完成紫外线传感器制备。作为优选，紫外线传感器所用的氧化锌纳米带具体通过以下步骤制得：（a）将氧化锌和活性碳粉按照1:1的质量比混合均匀制得原料粉；（b）制作基片：将硅片表面镀上一层10-15nm厚的催化剂金，制得作为生长基底的基片；（c）将步骤（a）处理好的原料粉放在陶泥小舟上，然后把基片镀有催化剂的一面朝向原料粉方向扣在小舟的上方；（d）将步骤（c）处理后的陶泥小舟平稳推送进气-固反应炉中的高温区；（e）将气-固反应炉内的真空度抽到300Torr以下；（f）逐渐升高气-固反应炉内的温度至1000-1200℃，炉内温度升高到650℃-750℃时，向炉子的进气端通入流量为100sccm惰性气体；当炉内温度升高到900-950℃时，向炉子的进气端通入流量为1.5sccm氧气，使炉内气压在反应过程中维持在29-31mbar；（g）气-固反应炉内温度保持恒定并持续通入惰性气体和氧气，使氧化锌在基片上生成氧化锌纳米带，反应过程中气-固反应炉内温度保持在1000℃-1200℃，反应时间为2-3小时，反应结束后，停止通入氧气，待炉内温度降为室温后，停止通入惰性气体，将小舟平稳取出，取下基片可得到高指数晶面约束的氧化锌纳米带。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术提供的一种基于单根高指数晶面约束的氧化锌纳米带的紫外线传感器具有以下优点：1．制备的纳米带具有明显的高指数晶面；2．制备的纳米带长度较长，最多可达到2mm；3．具有较好的电学反应稳定性；4．对紫外线光的照射，反应速度快。附图说明图1是高晶面氧化锌纳米带的高倍放大图；图2是高晶面氧化锌纳米带的三维结构图；图3是图2的高度方向曲线；图4是实施例1提供的紫外线传感器对光电流与暗电流的比值曲线；图5是实施例1提供的紫外线传感器在光电流和暗电流的电流-电压特性曲线；图6是实施例1提供的紫外线传感器对紫外光反应的光电流-时间曲线；图7是实施例2提供的紫外线传感器光电反应曲线；图8是普通氧化锌纳米带紫外线传感器对紫外光的时间响应曲线；图9是涂有聚苯硫醚薄膜的普通平面氧化锌纳米带的紫外线传感器对紫外光的时间响应曲线。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步描述：实施例1第一步：制备高指数晶面约束的氧化锌纳米带高指数晶面约束的氧化锌纳米带的制备方法包括以下步骤：（a）将氧化锌和活性碳粉按照1:1的质量比混合均匀制得原料粉；（b）制作基片：将硅片表面镀上一层厚度为10nm的金作为催化剂，制得作为生长基底的基片；（c）将步骤（a）处理好的原料粉放在陶泥小舟中间位置上，然后把基片镀有金一面朝向原料粉方向扣在小舟的正上方；（d）将步骤（c）处理后的陶泥小舟平稳推送进气-固反应炉正中的高温区，略偏向于进气方向；（e）将气-固反应炉内真空度抽到231Torr以下；（f）在30min内逐渐升高气-固反应炉内的温度至1000℃，当炉内温度升高到750℃时，向炉子的进气端通入流量为100sccm惰性气体；当炉内温度升高到950℃时，向炉子的进气端通入流量为1.5sccm氧气，使炉内气压在反应过程中维持在30mbar；（g）气-固反应炉内温度保持在1000℃恒定，并持续通入流量为100sccm惰性气体和流量为1.5sccm的氧气，使氧化锌在基片上生成氧化锌纳米带，反应时间为2小时，反应结束后，停止通入氧气但仍然持续通入惰性气体，待炉内温度降为室温后，停止通入惰性气体，将小舟平稳取出，取下基片可得到高指数晶面约束的氧化锌纳米带。第二步：制作高指数晶面约束的氧化锌纳米带的紫外线传感器基于氧化锌纳米带的紫外线传感器的制作方法，包括以下步骤：（1）将第一步制得的高指数晶面约束的氧化锌纳米带放在绝缘硅片上；（2）将氧化锌纳米带的两端用银浆固定在绝缘硅片上，同时分别引出两根铜导线，静置12小时；（3）用氧等离子体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于氧化锌纳米带的紫外线传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将高指数晶面约束的氧化锌纳米带放在绝缘硅片上；（2）将氧化锌纳米带的两端固定在绝缘硅片上，同时分别引出两根导线，静置；（3）用氧等离子体刻蚀掉氧化锌纳米带表面的杂质，然后利用双功能试剂在氧化锌纳米带表面固定一层尿酸酶，静置，完成紫外线传感器制备。

【技术特征摘要】
1.一种基于氧化锌纳米带的紫外线传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将高指数晶面约束的氧化锌纳米带放在绝缘硅片上；（2）将氧化锌纳米带的两端固定在绝缘硅片上，同时分别引出两根导线，静置；（3）用氧等离子体刻蚀掉氧化锌纳米带表面的杂质，然后利用双功能试剂在氧化锌纳米带表面固定一层尿酸酶，静置，完成紫外线传感器制备。2.如权利要求1所述的基于氧化锌纳米带的紫外线传感器的制作方法，其特征在于，紫外线传感器所用的氧化锌纳米带通过以下步骤制得：（a）将氧化锌和活性碳粉混合均匀制得原料粉；（b）制作基片：将硅片表面镀上一层催化剂，制得作为生长基底的基片；（c）将步骤（a）处理好的原料粉放在陶泥小舟上，然后把基片镀有催化剂的一面朝向原料粉方向扣在小舟的上方；（d）将步骤（c）处理后的陶泥小舟平稳推送进气-固反应炉中的高温区；（e）将气-固反应炉内抽成真空；（f）逐渐升高气-固反应炉内的温度，在升温的过程中先通入惰性气体，再通入氧气；（g）气-固反应炉内温度保持恒定并持续通入惰性气体和氧气，使氧化锌在基片上生成氧化锌纳米带，反应结束后，停止通入氧气，待炉内温度降为室温后，停止通入惰性气体，将小舟平稳取出，取下基片可得到高指数晶面约束的氧化锌纳米带。3.如权利要求1所述的基于氧化锌纳米带的紫外线传感器的制作方法，其特征在于，步骤（2）中氧化锌纳米带的两端用银浆固定在绝缘硅片上。4.如权利要求1所述的基于氧化锌纳米带的紫外线传感器的制作方法，其特征在于，步骤（2）中氧化锌纳米带两端引出的导线为铜导线。5.如权利要求1所述的基于氧化锌纳米带的紫外线传感器的制作方法，其特征在于，步骤（2）中静置的时间为3小时以上。6.如权利要求1所述的基于氧化锌纳米带的紫外线传感器的制作方法，其特征在于，步骤（3）中所用的双功能试剂为戊二醛。7.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙丽，刘永臣，江诚明，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32