一种纸基宽光谱光电探测器及其制备方法技术

本申请涉及一种纸基宽光谱光电探测器及其制备方法，其包括衬底、有源区和两个电极，所述衬底采用纸片制作而成，所述有源区设于所述衬底上，两个所述电极设于所述有源区上。本申请采用纸片作为衬底，可以解决相关技术中难以降解的基材会产生大量的电子垃圾，对环境不友好的问题。本申请成本低廉，易于控制，且有利于光电集成，容易产业化，本申请器件上升时间达到0.066s，下降时间达到0.066s，具有响应速度快的优点，同时，探测宽的光谱范围为254nm～1550nm，具有探测宽的光谱范围的优点。由于本申请具有低成本，绿色环保等优势，将为应用在生物医学、大健康、光通信、人机交互等柔性便携光电子器件提供参考。光电子器件提供参考。光电子器件提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种纸基宽光谱光电探测器及其制备方法


[0001]本申请涉及半导体器件
，特别涉及一种纸基宽光谱光电探测器及其制备方法。

技术介绍

[0002]光电探测技术已经用于森林火灾、导弹预警、紫外成像、保密通信、空间探测、电气放电检测以及刑事侦探等方面。
[0003]实现光电探测技术的光电探测器是在衬底上设计有源区和电极的器件，其中衬底材料通常采用聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)等柔性聚合物基材，然而，这些基材都难以降解，尤其是为满足下一代智能仪器的要求，逐渐兴起了一次性电子设备，这种难以降解的基材会产生大量的电子垃圾，对环境不友好。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种纸基宽光谱光电探测器及其制备方法，以解决相关技术中难以降解的基材会产生大量的电子垃圾，对环境不友好的问题。
[0005]第一方面，提供了一种纸基宽光谱光电探测器，其包括：
[0006]衬底，所述衬底采用纸片制作而成；
[0007]有源区，所述有源区设于所述衬底上；
[0008]两个电极，两个所述电极设于所述有源区上。
[0009]一些实施例中，所述电极的长度为100um～1cm，宽度为100um～1cm。
[0010]一些实施例中，所述电极的材料包括碳纳米管薄膜、Mxene薄膜、石墨烯和MoO3量子点薄膜中的一种或几种。
[0011]一些实施例中，所述有源区的材料包括SnSe、石墨烯、碳纳米管、WS2、Ga2O3、GaN、AlN、Si、TiO2中的一种或者多种。
[0012]第二方面，提供了一种如上所述的纸基宽光谱光电探测器的制备方法，其包括如下步骤：
[0013]将有源区的材料涂抹在衬底上；
[0014]将电极的材料涂抹在有源区的材料两侧；
[0015]经烘干、退火处理后，得到纸基宽光谱光电探测器。
[0016]一些实施例中，烘干温度为50～100℃，烘干时间为5min～30min。
[0017]一些实施例中，退火处理的温度为50～100℃，时间为5min～30min。
[0018]一些实施例中，所述电极的长度为100um～1cm，宽度为100um～1cm。
[0019]一些实施例中，所述电极的材料为碳纳米管薄膜。
[0020]一些实施例中，所述有源区的材料包括SnSe、石墨烯、碳纳米管、WS2、Ga2O3、GaN、AlN、Si、TiO2中的一种或者多种。
[0021]本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0022]本申请实施例提供了一种纸基宽光谱光电探测器及其制备方法，本申请提供的光电探测器采用的是纸基，也即所述衬底1采用纸片制作而成，纸在日常生活中很常见，它具有非常大的制造规模和低成本优势，并且有循环利用的回收政策和工业流程。普通纸的价格比较低，远低于晶体硅片和塑料基板，从而使纸张成为构建功能电子器件的替代品和低成本基底的有吸引力的候选者。此外，与聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)等柔性聚合物基材不同的是，纸基材是可生物降解的。纸张基材的可回收和可生物降解特性为缓解电子垃圾问题提供了巨大的潜力。
[0023]因此，本申请采用纸片作为衬底，可以解决相关技术中难以降解的基材会产生大量的电子垃圾，对环境不友好的问题。
[0024]本申请成本低廉，易于控制，且有利于光电集成，容易产业化，本申请器件上升时间达到0.066s，下降时间达到0.066s，具有响应速度快的优点，同时，探测宽的光谱范围为254nm～1550nm，具有探测宽的光谱范围的优点。
[0025]由于本申请具有低成本，绿色环保等优势，将为应用在生物医学、大健康、光通信、人机交互等柔性便携光电子器件提供参考。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本申请实施例提供的纸基宽光谱光电探测器示意图；
[0028]图2为本申请实施例提供的纸基宽光谱光电探测器在254nm响应的电流随时间变化示意图；
[0029]图3为本申请实施例提供的纸基宽光谱光电探测器在405nm响应的电流随时间变化示意图；
[0030]图4为本申请实施例提供的纸基宽光谱光电探测器在632nm响应的电流随时间变化示意图；
[0031]图5为本申请实施例提供的纸基宽光谱光电探测器在980nm响应的电流随时间变化示意图；
[0032]图6为本申请实施例提供的纸基宽光谱光电探测器在1550nm响应的电流随时间变化示意图；
[0033]图7为本申请实施例提供的纸基宽光谱光电探测器在不同波长辐照下响应度变化示意图。
[0034]图中：1、衬底；2、有源区；3、电极。
具体实施方式
[0035]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0036]参见图1所示，本申请实施例提供了一种纸基宽光谱光电探测器，其包括衬底1、有源区2和两个电极3，所述衬底1采用纸片制作而成；所述有源区2设于所述衬底1上；两个所述电极3设于所述有源区2上。
[0037]本申请提供的光电探测器采用的是纸基，也即所述衬底1采用纸片制作而成，纸在日常生活中很常见，它具有非常大的制造规模和低成本优势，并且有循环利用的回收政策和工业流程。普通纸的价格比较低，远低于晶体硅片和塑料基板，从而使纸张成为构建功能电子器件的替代品和低成本基底的有吸引力的候选者。此外，与聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)等柔性聚合物基材不同的是，纸基材是可生物降解的。纸张基材的可回收和可生物降解特性为缓解电子垃圾问题提供了巨大的潜力。
[0038]因此，本申请采用纸片作为衬底，可以解决相关技术中难以降解的基材会产生大量的电子垃圾，对环境不友好的问题。
[0039]本申请成本低廉，易于控制，且有利于光电集成，容易产业化，本申请器件上升时间达到0.066s，下降时间达到0.066s，具有响应速度快的优点，同时，探测宽的光谱范围为254nm～1550nm，具有探测宽的光谱范围的优点。
[0040]由于本申请具有低成本，绿色环保等优势，将为应用在生物医学、大健康、光通信、人机交互等柔性便携光电子器件提供参考。
[0041]需要说明的是，衬底可以采用A4纸、A3纸等。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纸基宽光谱光电探测器，其特征在于，其包括：衬底(1)，所述衬底(1)采用纸片制作而成；有源区(2)，所述有源区(2)设于所述衬底(1)上；两个电极(3)，两个所述电极(3)设于所述有源区(2)上。2.如权利要求1所述的纸基宽光谱光电探测器，其特征在于：所述电极(3)的长度为100um～1cm，宽度为100um～1cm。3.如权利要求1所述的纸基宽光谱光电探测器，其特征在于：所述电极(3)的材料包括碳纳米管薄膜、Mxene薄膜、石墨烯和MoO3量子点薄膜中的一种或几种。4.如权利要求1所述的纸基宽光谱光电探测器，其特征在于：所述有源区(2)的材料包括SnSe、石墨烯、碳纳米管、WS2、Ga2O3、GaN、AlN、Si、TiO2中的一种或者多种。5.一种如权利要求1所述的纸基宽光谱光电探测器的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：将有源区(2)的材料涂抹在衬底(1)上；...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜天才，陶金，肖希，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：