具有多聚氨基酸復(fù)合氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)的寬光譜光探測器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有多聚氨基酸復(fù)合氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)的寬光譜光探測器，屬于光探測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化銦錫薄膜材料一直以來最主要的用途是做透明導(dǎo)電玻璃，用作顯示和太陽能電池的透明電極材料。而納米氧化銦材料由于尺寸效應(yīng)，一直是研究的熱點(diǎn)，通常用作氣體探測和光電探測領(lǐng)域。如文獻(xiàn) Q.Wan, P.Feng, and T.H.Wang, App1.Phys.Lett.89, 123102，2006.和 Χ.Y.Xue, Y.J.Chen, Y.G.Liu, S.L.Shi, Y.G.Wang, and T.H.Wang, App1.Phys.Lett.88，201907,2006。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種寬光譜光探測器，該探測器采用多聚氨基酸復(fù)合氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、制備成本低廉、探測光譜范圍廣、響應(yīng)時(shí)間短等特點(diǎn)。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種具有多聚氨基酸復(fù)合氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)的寬光譜光探測器，其包括:
[0005]基底；
[0006]氧化銦錫薄膜，設(shè)于所述基底的表面；
[0007]氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)，設(shè)于所述氧化銦錫薄膜的表面；
[0008]兩個(gè)電極，分別置于氧化銦錫薄膜兩端；
[0009]多聚氨基酸薄膜，與所述氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)接觸。
[0010]在上述寬光譜光探測器中，氧化銦錫薄膜的厚度沒有特殊要求，一般5nm以上即可。
[0011]在上述寬光譜光探測器中，優(yōu)選地，所述基底的材料為硅、二氧化硅或者玻璃。
[0012]在上述寬光譜光探測器中，氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)在氧化銦錫薄膜的整個(gè)表面隨機(jī)分布或者有規(guī)律地分布均可。優(yōu)選地，所述氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)為氧化銦錫納米線和/或氧化銦錫納米顆粒。其中，所述氧化銦錫納米線可以垂直或者平行于所述基底的表面，即氧化銦錫納米線的排列方式可以是垂直于基底方向，也可以是平行于基底方向。上述氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)可以是通過脈沖激光沉積法、磁控濺射法或物理氣相沉積法直接生長的，或者，將水熱法或模板法生長的氧化銦錫納米線燒結(jié)在所述氧化銦錫薄膜上。
[0013]在上述寬光譜光探測器中，優(yōu)選地，所述多聚氨基酸薄膜的材料為精氨酸(Arg)、組氨酸(His)、天冬氨酸(Asp)或者谷氨酸(Glu)。多聚氨基酸薄膜附著在氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)上，包裹住氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)，并且和氧化銦錫薄膜、基底也接觸。
[0014]在上述寬光譜光探測器中，兩個(gè)電極設(shè)置在氧化銦錫薄膜兩端，兩根電極引線連接在電極上，兩個(gè)電極引線的末端連接電壓測試設(shè)備，優(yōu)選地，所述電極的材料為金、銀、鉑、銦和鋁中的一種或幾種的組合。電極可以是采用真空鍍膜法、磁控濺射法或激光沉積法制備的金薄膜、銀薄膜或鋁薄膜。
[0015]本發(fā)明提供的寬光譜光探測器是通過以下步驟制備的:
[0016]通過脈沖激光沉積法、磁控濺射法或物理氣相沉積法在基底表面形成氧化銦錫薄膜；
[0017]通過脈沖激光沉積法、磁控濺射法或物理氣相沉積法在氧化銦錫薄膜的表面直接生長得到氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)，或者，將水熱法或模板法生長的氧化銦錫納米線燒結(jié)在所述氧化銦錫薄膜上；
[0018]將電極焊接在氧化銦錫薄膜兩端；
[0019]將純度為95-99.99%的多聚氨基酸溶于水制成濃度為0.1% -20%的溶液，滴加在氧化銦錫薄膜的表面，然后蒸發(fā)干燥形成多聚氨基酸薄膜，使得氨基酸的膜層厚度在
5-1000納米之間，得到寬光譜探測器。
[0020]本發(fā)明提供的寬光譜光探測器具有多聚氨基酸與氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)相復(fù)合的結(jié)構(gòu)，氧化銦錫光學(xué)性質(zhì)優(yōu)越，導(dǎo)電性能良好，無環(huán)境污染，通過采用氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)合并一些氨基酸有機(jī)聚合物對氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)上的光生伏特效應(yīng)有大幅的增強(qiáng)效應(yīng)。該寬光譜光探測器具有結(jié)構(gòu)簡單、制備成本低廉、探測光譜范圍廣、響應(yīng)時(shí)間短等特點(diǎn)，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br>【附圖說明】
[0021]圖1為實(shí)施例1提供的寬光譜光探測器的俯視示意圖；
[0022]圖2為實(shí)施例1提供的寬光譜光探測器的剖面示意圖；
[0023]圖3為利用實(shí)施例1提供的寬光譜光探測器進(jìn)行檢測的檢測結(jié)果圖。
[0024]主要附圖標(biāo)號說明:
[0025]基底I氧化銦錫薄膜2氧化銦錫納米顆粒/線3電極4、5多聚氨基酸薄膜6
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。
[0027]實(shí)施例1
[0028]本實(shí)施例提供了一種寬光譜光探測器，其俯視示意圖和剖面示意圖如圖1、圖2所示。該寬光譜光探測器包括:
[0029]基底I ;
[0030]氧化銦錫薄膜2，設(shè)于基底I的表面；
[0031]氧化銦錫納米顆粒/線3，設(shè)于氧化銦錫薄膜2的表面；
[0032]兩個(gè)電極4、5，設(shè)于氧化銦錫薄膜2的兩端，分別通過電極引線連接至外部檢測設(shè)備;
[0033]多聚氨基酸薄膜6，置于氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)2上。
[0034]該寬光譜光探測器是通過以下步驟制備的:
[0035]選用硅作為基底I的材料；
[0036]用磁控濺射的方法在厚度為0.5毫米的基底I上鍍一層厚度約200nm、面積為15X15毫米的氧化銦錫薄膜2，用真空蒸發(fā)的方法在表面兩端蒸鍍2_寬的方形電極4、5，選用一根0.1mm的銅絲做電極引線。
[0037]在氧化銦錫薄膜2的表面利用物理氣相沉積生長出氧化銦錫納米顆粒3 ;
[0038]將多聚氨基酸溶于水制成濃度為1wt %的溶液，取10毫升滴加在氧化銦錫薄膜的表面，然后蒸發(fā)干燥形成多聚氨基酸薄膜。
[0039]對含有多聚氨基酸薄膜的寬光譜光探測器和不含有多聚氨基酸薄膜的光譜光探測器進(jìn)行測試，具體按照以下步驟進(jìn)行:光伏效應(yīng)測試采用波長為532nm的綠色激光器照射在光電探測器的多聚氨基酸薄膜上。光電探測器的兩個(gè)電極連接示波器，從光電探測器的一端開始用綠光開始照射，每個(gè)Imm向前移動(dòng)一個(gè)點(diǎn)。
[0040]檢測結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出，含有多聚氨基酸薄膜的寬光譜光探測器的光生伏特效相對于不含有多聚氨基酸薄膜的光譜光探測器有大幅的增強(qiáng)。
[0041]實(shí)施例2
[0042]本實(shí)施例提供了一種寬光譜光探測器，按實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)制作，區(qū)別在于選用二氧化硅做基底材料。
[0043]實(shí)施例3
[0044]本實(shí)施例提供了一種寬光譜光探測器，按實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)制作，區(qū)別在于用磁控濺射的方法在氧化銦錫薄膜2的邊緣蒸鍍金電極4、5。
[0045]實(shí)施例4
[0046]本實(shí)施例提供了一種寬光譜光探測器，按實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)制作，區(qū)別在于用真空蒸發(fā)的方法在氧化銦錫薄膜2邊緣蒸鍍鋁電極4、5。
[0047]實(shí)施例5
[0048]本實(shí)施例提供了一種寬光譜光探測器，按實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)制作，區(qū)別在于用物理氣相沉積的方法在氧化銦錫薄膜2上生長氧化銦錫納米線，以替代氧化銦錫納顆粒3。
[0049]實(shí)施例6
[0050]本實(shí)施例提供了一種寬光譜光探測器，按實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)制作，區(qū)別在于用磁控濺射的方法在氧化銦錫薄膜2上生長氧化銦錫納米顆粒3。
[0051]實(shí)施例7
[0052]本實(shí)施例提供了一種寬光譜光探測器，按實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)制作，區(qū)別在于用磁控濺射的方法在氧化銦錫薄膜2上生長氧化銦錫納米線3。
[0053]實(shí)施例8
[0054]本實(shí)施例提供了一種寬光譜光探測器，按實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)制作，區(qū)別在于用水熱法的方法生長出氧化銦錫納米線，之后將氧化銦錫納米線燒結(jié)在氧化銦錫薄膜2上。
[0055]實(shí)施例9
[0056]本實(shí)施例提供了一種寬光譜光探測器，按實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)制作，區(qū)別在于選用多聚谷氨酸氨酸作為多聚氨基酸材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有多聚氨基酸復(fù)合氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)的寬光譜光探測器，其包括: 基底； 氧化銦錫薄膜，設(shè)于所述基底的表面； 氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)，設(shè)于所述氧化銦錫薄膜的表面； 兩個(gè)電極，分別置于氧化銦錫薄膜兩端； 多聚氨基酸薄膜，與所述氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬光譜光探測器，其中，所述基底的材料為硅、二氧化硅或者玻璃。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬光譜光探測器，其中，所述氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)為氧化銦錫納米線和/或氧化銦錫納米顆粒。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬光譜光探測器，其中，所述氧化銦錫納米線垂直或者平行于所述基底的表面。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬光譜光探測器，其中，所述氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)是通過脈沖激光沉積法、磁控濺射法或物理氣相沉積法直接生長的，或者，將水熱法或模板法生長的氧化銦錫納米線燒結(jié)在所述氧化銦錫薄膜上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬光譜光探測器，其中，所述多聚氨基酸薄膜的材料為精氨酸、組氨酸、天冬氨酸或者谷氨酸。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬光譜光探測器，其中，所述電極的材料為金、銀、鉑、銦和鋁中的一種或幾種的組合。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬光譜光探測器，其中，所述電極是采用真空鍍膜法、磁控濺射法或激光沉積法制備的金薄膜、銀薄膜或鋁薄膜。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬光譜光探測器，其中，所述基底為透明基底。10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的寬光譜光探測器的制備方法，其包括以下步驟: 通過脈沖激光沉積法、磁控濺射法或物理氣相沉積法在基底表面形成氧化銦錫薄膜； 通過脈沖激光沉積法、磁控濺射法或物理氣相沉積法在氧化銦錫薄膜的表面直接生長得到氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)，或者，將水熱法或模板法生長的氧化銦錫納米線燒結(jié)在所述氧化銦錫薄膜上； 將電極焊接在氧化銦錫薄膜兩端；將純度為95-99.99%的多聚氨基酸溶于水制成濃度為0.1wt % _20wt%的溶液，滴加在氧化銦錫薄膜的表面，然后蒸發(fā)干燥形成多聚氨基酸薄膜，使得氨基酸的膜層厚度為5-1000納米，得到所述寬光譜光探測器。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有多聚氨基酸復(fù)合氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)的寬光譜光探測器。該光探測器包括：基底；氧化銦錫薄膜，設(shè)于所述基底的表面；氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)，設(shè)于所述氧化銦錫薄膜的表面；兩個(gè)電極，分別置于氧化銦錫薄膜兩端；多聚氨基酸薄膜，與所述氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)接觸。本發(fā)明提供的寬光譜光探測器具有多聚氨基酸與氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)相復(fù)合的結(jié)構(gòu)，氧化銦錫光學(xué)性質(zhì)優(yōu)越，導(dǎo)電性能良好，無環(huán)境污染，通過采用氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)合并一些氨基酸有機(jī)聚合物對氧化銦錫納米結(jié)構(gòu)上的光生伏特效應(yīng)有大幅的增強(qiáng)效應(yīng)。該寬光譜光探測器具有結(jié)構(gòu)簡單、制備成本低廉、探測光譜范圍廣、響應(yīng)時(shí)間短等特點(diǎn)，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br>【IPC分類】H01L31/18, H01L31/0352, H01L31/0216, H01L31/09
【公開號】CN105006494
【申請?zhí)枴緾N201510349607
【發(fā)明人】趙嵩卿, 施宏杰, 張際蕊, 楊立敏, 楊睿, 趙昆
【申請人】中國石油大學(xué)(北京)
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年6月23日