【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电探测技术。
技术介绍
1、在光电探测
，光电探测器的性能至关重要，尤其是在灵敏度、响应度、稳定性和宽波段响应等方面。尽管现有技术已经取得了一定的进展，但在实际应用中，光电探测器的性能仍存在一些技术缺陷和不足，这些缺陷限制了它们在更广泛领域的应用。以下是当前光电探测器技术中存在的一些关键问题：
2、灵敏度不足：许多现有的光电探测器在低光照条件下或对特定波长的光信号检测能力有限，导致在微弱信号检测或特定光谱范围内的应用中表现不佳。
3、稳定性差：光电探测器在长时间工作或不同环境条件下的性能漂移是一个普遍问题。温度变化、湿度波动和化学腐蚀等因素都可能导致探测器性能下降，影响其长期可靠性。
4、宽波段响应有限：理想的光电探测器应能覆盖从紫外到近红外的宽波段光谱范围，但许多现有探测器在宽波段光谱响应方面存在局限性，这限制了它们在多光谱成像和环境监测等领域的应用。
5、成本和制备复杂：高性能光电探测器的制备往往涉及复杂的工艺和高昂的成本，这不仅限制了它们的大规模应用，也影响了市场竞争力。
6、材料的生物兼容性和环境稳定性不足：尽管基于生物材料的光电探测器因其独特的物理化学特性和生物兼容性而受到关注，但如何将这些生物材料有效集成到光电探测器中，并优化其光电性能，仍是一个技术挑战。
技术实现思路
1、本专利技术要解决现有光电探测器存在灵敏度不足、稳定性差、宽波段响应有限、成本和制备复杂、材料的生物兼容性和环境稳定性
2、一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器，它由上至下依次为au电极结构、黑色素层、二氧化钒层及玻璃基底组成。
3、一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器的制备方法，它是按以下步骤进行的：
4、一、采用水热法在玻璃基底上生成氧化钒薄膜，然后退火处理得到二氧化钒层；
5、二、在二氧化钒层表面均匀涂覆一层黑色素溶液，最后退火处理，得到二氧化钒/黑色素层器件；
6、三、利用磁控溅射技术在二氧化钒/黑色素层器件的黑色素层上沉积一层金薄膜，形成au电极结构，即完成基于二氧化钒的宽带响应光电探测器的制备方法。
7、本专利技术的有益效果是：
8、本专利技术巧妙地利用黑色素作为卓越的电子传输层，其出色的电子迁移能力及提升的电子-空穴对分离效率显著增强了光电探测器的探测性能。同时，黑色素中含酚、醌基团的氧化-还原循环反应，促进了光生电子的高效传输，进一步优化了探测器的光电转换效率。而且因为黑色素有较好的抗氧化性，使其附着在二氧化钒层的表面，可以防止二氧化钒被氧化或者污染，起到保护作用，从而延长器件的使用寿命，确保器件性能长期稳定。
9、本专利技术通过创新性地将黑色素与二氧化钒(vo2)复合，不仅提升了探测器的灵敏度、响应度及稳定性，还赋予了其宽带光电响应能力，探测器在300至1100纳米光谱范围内实现卓越的光电转换效率。这种宽波段响应能力意味着探测器能够覆盖从紫外到近红外的光谱范围，这对于提高军事侦察的隐蔽性和准确性、医疗成像的清晰度以及环境监测的全面性至关重要。此外，这种复合材料还具备对红外光的可控探测能力，这在需要精确控制红外信号的应用中尤为重要。
10、本专利技术高性能光电探测器具有良好的材料生物兼容性和环境稳定性。
11、本专利技术的制备方法采用了水热法生长二氧化钒薄膜，并结合旋涂复合黑色素的技术，这一过程简化了传统光电探测器复杂的制造步骤。这种方法不仅减少了因繁琐转移而带来的损耗和污染，还有效降低了器件的制造成本，提高了生产效率。通过优化制备流程，本专利技术在保证探测器性能的同时，实现了成本和效率的双重优化。
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1.一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器，其特征在于它由上至下依次为Au电极结构、黑色素层、二氧化钒层及玻璃基底组成。
2.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器，其特征在于所述的Au电极结构的厚度为20nm～60nm；所述的黑色素层的厚度为10nm～50nm；所述的二氧化钒层的厚度为100nm～140nm；所述的玻璃基底为载玻片、石英玻璃或蓝宝石。
3.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器，其特征在于所述的基于二氧化钒的宽带响应光电探测器的尺寸为2cm×2cm×(0.1～0.13)cm。
4.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器，其特征在于所述的黑色素层由尿黑酸制备而成。
5.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器，其特征在于所述的二氧化钒层由粒径为70nm～160nm的VO2纳米颗粒组成。
6.如权利要求1所述的一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：
7.根据权利要求6所述的一种基于二氧化
8.根据权利要求6所述的一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器的制备方法，其特征在于步骤一中所述的退火处理具体是在氩气气氛及温度为450℃～600℃的条件下，退火10min～90min。
9.根据权利要求6所述的一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器的制备方法，其特征在于步骤二中所述的黑色素溶液具体是按以下步骤制备的：将尿黑酸加入到去离子水中，然后在温度为50℃～80℃的条件下加热溶解，再加入浓度为1.0M～4.0M的氨水溶液至pH值为9～11，然后在避光、氧气气氛及温度为20℃～40℃的条件下，尿黑酸自氧化8天～12天，生成深棕色色素，然后加入浓度为5.0M～15.0M的HCl至pH为5～7，沉淀黑色素12h～48h，得到黑色素溶液；所述的尿黑酸的质量与去离子水的体积比为1g:(80～200)mL。
10.根据权利要求6所述的一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器的制备方法，其特征在于步骤二中在二氧化钒层表面均匀涂覆一层黑色素溶液，具体是按以下步骤进行：按10μL/cm2～70μL/cm2将黑色素溶液滴加到二氧化钒层表面，然后利用旋涂仪，在转速为200rpm～1000rpm的条件下，旋涂5s～60s；步骤二中所述的退火处理具体是在空气气氛及温度为50℃～100℃的条件下，退火5min～60min。
...【技术特征摘要】
1.一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器，其特征在于它由上至下依次为au电极结构、黑色素层、二氧化钒层及玻璃基底组成。
2.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器，其特征在于所述的au电极结构的厚度为20nm～60nm；所述的黑色素层的厚度为10nm～50nm；所述的二氧化钒层的厚度为100nm～140nm；所述的玻璃基底为载玻片、石英玻璃或蓝宝石。
3.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器，其特征在于所述的基于二氧化钒的宽带响应光电探测器的尺寸为2cm×2cm×(0.1～0.13)cm。
4.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器，其特征在于所述的黑色素层由尿黑酸制备而成。
5.根据权利要求1所述的一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器，其特征在于所述的二氧化钒层由粒径为70nm～160nm的vo2纳米颗粒组成。
6.如权利要求1所述的一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：
7.根据权利要求6所述的一种基于二氧化钒的宽带响应光电探测器的制备方法，其特征在于步骤一中所述的采用水热法在玻璃基底上生成氧化钒薄膜具体是按以下步骤进行的：
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【专利技术属性】
技术研发人员：张晶，朱凤豪，王腾飞，李庆宏，朱莹，孙万海，郭章伟，郭娜，刘涛，张恒，
申请(专利权)人：贵州民族大学，
类型：发明
国别省市：
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