偏振光探测器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种偏振光探测器及其制备方法，其中，该偏振光探测器包括：衬底；源电极和漏电极，设置于衬底上；一维硒硫化锑(Sb2(S

【技术实现步骤摘要】
偏振光探测器及其制备方法


[0001]本专利技术属于新兴偏振光学器件
，尤其涉及一种偏振光探测器及其制备方法。

技术介绍

[0002]偏振敏感的光电探测器已广泛应用于大气遥感、目标探测、天文、生物医学诊断等诸多领域。传统的偏振光探测器由透镜和检测系统构成，具有体积大、工作距离长等限制。与传统偏振光电探测器相比，近年来基于具有良好面内各向异性的二维(2D)材料的偏振敏感的光电探测器，由于其具有体积小、功耗低和性能好等优势，因此引起了广泛的研究。以Sb2Se3和Sb2S3为典型代表的V
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VI族二元硫族化合物M2X3，因其优异的性能而引起了广泛的关注。
[0003]Sb2Se3作为一种被广泛研究的材料，其具有较高的光吸收系数，因此被广泛应用于太阳能电池领域。而在光电探测器领域，由Sb2Se3制作形成的光电探测器的响应度可达5A/W，但响应速度较慢，响应时间在“ms”级；由Sb2S3制作形成的光电探测器的响应时间较短，但响应度较低。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]针对当前基于V
‑
VI族二元硫族化合物M2X3(Sb2Se3和Sb2S3)制备形成的偏振敏感的光电探测器的性能发展受到了限制，本专利技术提供了一种偏振光探测器及其制备方法，实现对偏振敏感的光电探测器的性能进行人为调控。
[0006](二)技术方案
[0007]为了实现上述的技术目的，本专利技术提供了一种偏振光探测器及其制备方法，其中，该偏振光探测器包括：衬底；源电极和漏电极，设置于衬底上；一维硒硫化锑(Sb2(S
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)3)合金纳米线作为偏振光探测器的有源层，设置于衬底上的源电极和漏电极之间，其中，硒硫化锑(Sb2(S
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Se1‑
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)3)合金纳米线中组分比例可调节，x介于0～1之间。
[0008]根据本专利技术的实施例，其中，衬底包括硅层和设置在硅层上的二氧化硅层；硅层厚度为350～450μm；二氧化硅层厚度为250～350nm；硅层和二氧化硅层的晶向均为<100>。
[0009]根据本专利技术的实施例，其中，源电极和漏电极的材料均包括以下之一：金、钛金或铬金。
[0010]根据本专利技术的实施例，其中，源电极和漏电极的厚度均为30～50nm；一维硒硫化锑(Sb2(S
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)3)合金纳米线的厚度为100～300nm。
[0011]根据本专利技术的实施例，其中，偏振光探测器的探测波段包括：紫外波段、可见光波段、近红外波段。本专利技术还提供了一种偏振光探测器的制备方法，包括：在衬底上制备一维硒硫化锑(Sb2(S
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)3)合金纳米线，其中，硒硫化锑(Sb2(S
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)3)合金纳米线中组分比例可调节，x介于0～1之间；在衬底上制备源电极和漏电极，其中，源电极和漏电极分别位于
一维硒硫化锑(Sb2(S
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)3)合金纳米线的两侧；对源电极和漏电极分别与印刷电路板进行引线连接，得到制备完成的器件；对制备完成的器件进行封装，得到偏振光探测器。
[0012]根据本专利技术的实施例，其中，在衬底上制备一维硒硫化锑(Sb2(S
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)3)合金纳米线包括：称量预设摩尔比的锑粉、硫粉和硒粉作为反应原料；将分别盛放有硫粉和硒粉、锑粉、衬底的坩埚置于管式炉内的石英管中的预设位置；在不同的生长温度下，通入氩气，在衬底上沉积生长一维硒硫化锑(Sb2(S
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)3)合金纳米线，其中，x介于0～1之间。
[0013]根据本专利技术的实施例，其中，将分别盛放有硫粉和硒粉、锑粉、衬底的坩埚置于管式炉内的石英管中的预设位置包括：将盛放有锑粉的坩埚置于管式炉的中间位置作为第一位置；以第一位置为基准，将盛放有硫粉和细粉的坩埚和盛放有衬底的坩埚分别置于第一位置的两侧；其中，将盛放有硫粉和硒粉的坩埚置于第一位置的第一侧，距离第一位置为17～19cm，其中，第一侧为靠近管式炉入口侧；将盛放有衬底的坩埚置于第一位置的第二侧，距离第一位置为10～15cm，其中，第二侧为远离管式炉入口侧。
[0014]根据本专利技术的实施例，其中，生长温度为600～650℃。
[0015]根据本专利技术的实施例，其中，在偏振光探测器与光源之间搭建光路，对偏振光探测器进行性能检测。
[0016](三)有益效果
[0017]从以上技术方案可以看出，本专利技术提供的一种偏振光探测器及其制备方法，至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
[0018](1)、本专利技术提供的一维硒硫化锑(Sb2(S
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)3)合金纳米线晶体质量好，结晶度高、晶体结构良好；硒硫化锑Sb2(S
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)3纳米线具有高的光学各向异性，且光吸收区域包含紫外
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可见
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近红外波段(360nm
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1064nm)，有利于敏感偏振光探测；
[0019](2)本专利技术通过使用组分可调节的(Sb2(S
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)3，x＝0～1)合金纳米线构筑形成光电探测器，通过利用纳米线材料的各向异性，器件可以实现偏振敏感的光探测；
[0020](3)、本专利技术制备的硒硫化锑Sb2(S
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)3合金纳米线组分比例在沉积生长中可以通过对反应原料的配比进行控制，调控方式简单，生长条件稳定；
[0021](4)、纳米级厚度的器件对于器件的集成化柔性化具有很大的意义，对于缩小光电器件体积具有意义。
附图说明
[0022]图1示意性示出了根据本专利技术实施例的偏振光探测器的结构及原理示意图；
[0023]图2示意性示出了根据本专利技术实施例的偏振光探测器制备方法的流程图；
[0024]图3示意性示出了根据本专利技术实施例的制备一维硒硫化锑(Sb2(S
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)3)合金纳米线的示意图；
[0025]图4示意性示出了根据本专利技术实施例的(Sb2(S
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)3,x＝0～1)合金纳米线中各元素的能量分布色散图；
[0026]图5示意性示出了根据本专利技术实施例的(Sb2(S
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)3,x＝0～1)合金纳米线在入射光源与其不同角度的光吸收强度变化图；
[0027]图6示意性示出了根据本专利技术实施例的不同元素组分比的Sb2(S
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)3,x＝0～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏振光探测器，包括：衬底；源电极和漏电极，设置于所述衬底上；一维硒硫化锑(Sb2(S
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Se1‑
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)3)合金纳米线，作为所述偏振光探测器的有源层，设置于所述衬底上的所述源电极和所述漏电极之间，其中，所述硒硫化锑(Sb2(S
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)3)合金纳米线中组分比例可调节，x介于0～1之间。2.根据权利要求1所述的偏振光探测器，其中，所述衬底包括硅层和设置在所述硅层上的二氧化硅层；所述硅层厚度为350～450μm；所述二氧化硅层厚度为250～350nm；所述硅层和所述二氧化硅层的晶向均为<100>。3.根据权利要求1所述的偏振光探测器，其中，所述源电极和所述漏电极的材料均包括以下之一：金、钛金或铬金。4.根据权利要求1所述的偏振光探测器，其中，所述源电极和所述漏电极的厚度均为30～50nm；所述一维硒硫化锑(Sb2(S
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)3)合金纳米线的厚度为100～300nm。5.根据权利要求1所述的偏振光探测器，其中，所述偏振光探测器的探测波段包括：紫外波段、可见光波段、近红外波段。6.一种如权利要求1～5中任一项所述的偏振光探测器的制备方法，包括：在衬底上制备一维硒硫化锑(Sb2(S
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)3)合金纳米线，其中，所述硒硫化锑(Sb2(S
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)3)合金纳米线中组分比例可调节，x介于0～1之间；在所述衬底上制备源电极和漏电极，其中，所述源电极和所述漏电极分别位于所述一维...

【专利技术属性】
技术研发人员：于雅俐，魏钟鸣，杨珏晗，刘岳阳，宗易昕，文宏玉，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：