專利名稱：鈦鋯氧化物固溶體納米線陣列紫外光探測(cè)器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光電器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以透明導(dǎo)電玻璃為襯底，以鈦鋯氧化物固溶體(ZrxTihO2)納米線陣列為基體，以Ag或Au為金屬電極的肖特基結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體紫外光電探測(cè)器及其制備方法。
背景技術(shù)：
紫外探測(cè)器在國(guó)防軍事、紫外天文學(xué)、燃燒工程、導(dǎo)彈尾焰探測(cè)、紫外告警、生物細(xì)胞癌變檢測(cè)以及渦輪引擎燃燒效率監(jiān)測(cè)等方面均有著廣泛的應(yīng)用前景，已經(jīng)成為世界上許多先進(jìn)國(guó)家研究開發(fā)的重點(diǎn)課題之一。而寬禁帶半導(dǎo)體基紫外光探測(cè)器由于體積小、效率高、成本低、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，在光電探測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛的重視和飛速的發(fā)展。目前用于紫外光探測(cè)器的半導(dǎo)體材料有很多，主要集中在SiC、GaN和ZnO等材料中。但迄今為止，沒有哪一種寬禁帶半導(dǎo)體紫外光探測(cè)器及成像器件能成為這一領(lǐng)域的主流產(chǎn)品。其中主要的原因是缺少制備大規(guī)模集成器件的襯底材料和有效的技術(shù)手段。另外， 用以上材料制備紫外光電探測(cè)器，不僅制備工藝難度大，生產(chǎn)成本高，對(duì)加工條件和設(shè)備的要求也很苛刻。由于TW2材料價(jià)格低廉，具有非常好的耐候性、物理和化學(xué)穩(wěn)定性和良好的光電特性，因此在紫外光探測(cè)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。但TiO2基紫外探測(cè)器的響應(yīng)度還有待進(jìn)一步提高，測(cè)試范圍也有待于擴(kuò)展。 ZrxTi1^xO2納米線陣列綜合了 TW2和ZiO2的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在光催化領(lǐng)域得到了重要的應(yīng)用。 相對(duì)于TiA納米材料，ZrxTi1^xO2材料具有更高的比表面積和更好的熱穩(wěn)定性，最重要的是=ZrxTi1^xO2的禁帶寬度還可以根據(jù)材料中Ti和Zr的不同比例從3. OeV(TiO2)調(diào)整到 7. SeVGrO2)，有望制作出日盲區(qū)深紫外探測(cè)器。另外，一維取向的^xTi1-P2納米線陣列不但可以有效抗拒團(tuán)聚效應(yīng)，提高器件的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和使用壽命，還可以使電信號(hào)在器件內(nèi)部沿著材料的縱向有向傳導(dǎo)，從而降低器件的響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間并提高響應(yīng)度。因此，^TihA 納米線陣列基紫外探測(cè)器具有獨(dú)特的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種以透明導(dǎo)電玻璃為襯底、以^xTihO2納米線陣列為基體的金屬/半導(dǎo)體肖特基結(jié)結(jié)構(gòu)的光伏型紫外光探測(cè)器及該探測(cè)器的制備方法。本發(fā)明所述的^xTi1J2納米線陣列紫外光探測(cè)器，其特征在于依次由透明導(dǎo)電玻璃襯底、采用低溫極性界面水解法在襯底上直接生長(zhǎng)的一維ZrxTihA納米線陣列、在納米線陣列上直接制備的Ag或Au金屬電極構(gòu)成，待探測(cè)的紫外光從透明導(dǎo)電玻璃襯底的一側(cè)入射；其中透明導(dǎo)電玻璃襯底的厚度為2 3mm，一維^xTihA納米線陣列的厚度為1 3 μ m, 一維^xTi1J2納米線材料中rLx與Ti的摩爾比為0. 01 1 1 ；金屬電極的有效面積為1 5mm2，厚度為500 1000 μ m。本發(fā)明所述的^xTi1J2納米線陣列紫外光探測(cè)器， 當(dāng)^ 與Ti的摩爾比為0.01 0. 1 1時(shí)，Zr的摻入可以使器件獲得較高的響應(yīng)度；當(dāng)& 與Ti的摩爾比為0.2 1 1時(shí)，雖然器件響應(yīng)度會(huì)有所降低，但其響應(yīng)度的峰值會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的藍(lán)移，有利于對(duì)短波長(zhǎng)紫外光進(jìn)行探測(cè)。本發(fā)明所述的^xTihA納米線陣列紫外光探測(cè)器的制備步驟如下(一)襯底的處理首先分別用丙酮、乙醇棉球擦拭透明導(dǎo)電玻璃襯底，再將襯底依次置于丙酮、乙醇和去離子水中，分別超聲清洗5 8分鐘，最后用氮?dú)獯蹈蓚溆茫? 二 WrxTi1-A納米線陣列的制備采用低溫極性界面水解法制備^xTihO2納米線陣列室溫條件下，將5 20ml甲苯加入到20 40ml的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，將1 2ml鋯酸四丁酯和鈦酸四丁酯的混合溶液加入到甲苯溶劑中，其中^ 與Ti的摩爾比為0.01 1 1 1，然后用注射器加入
0.1 0. 5ml的四氯化鈦，接著加入1 2ml濃鹽酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)37% )或醋酸水溶液，將經(jīng)上述步驟處理過的透明導(dǎo)電玻璃襯底倒置在反應(yīng)釜中，最后將反應(yīng)釜置于120 200°C 的反應(yīng)室中密封2 8小時(shí)，從而在透明導(dǎo)電襯底上低溫生長(zhǎng)出ZrxTi1J2納米線陣列；反應(yīng)釜自然降溫3 5小時(shí)，得到結(jié)晶良好、平整、緊密的一維ZrxTihA固溶體納米線陣列， ZrxTi1^xO2納米線陣列的厚度為1 3μπι，將已生長(zhǎng)好的納米線陣列從反應(yīng)釜中取出，靜置干燥后放入干燥塔中保存待用；(三)制備Ag或Au金屬電極將Ag漿或Au漿直接粘到一維^xTihA固溶體納米線陣列表面，引出電極引線， 然后將器件至于烘箱中，在100 150°C烘干5 15分鐘，即可得到帶有金屬電極的肖特基結(jié)構(gòu)的一維ZrxTihA固溶體納米線陣列紫外光探測(cè)器，其中金屬電極的面積為1 5mm2， 厚度為500 1000 μ m。


圖1 本發(fā)明所制備的紫外光探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 本發(fā)明所制備的^xTihA固溶體納米線陣列SEM譜圖；圖3 本發(fā)明制備的^Vo2Tia9iA基紫外光探測(cè)器的光、暗電流特性曲線；圖4:本發(fā)明制備的Zratl2Tia98O2基紫外光探測(cè)器在3V偏壓下的光響應(yīng)特性曲線。圖5:本發(fā)明制備的^atllTia99O2基紫外光探測(cè)器在3V偏壓下的光響應(yīng)特性曲線。圖6 本發(fā)明制備的ZraiTia9O2基紫外光探測(cè)器在3V偏壓下的光響應(yīng)特性曲線。圖7 本發(fā)明制備的Zra2Tia8O2基紫外光探測(cè)器在3V偏壓下的光響應(yīng)特性曲線。圖8 本發(fā)明制備的Zra5Tia5O2基紫外光探測(cè)器在3V偏壓下的光響應(yīng)特性曲線。如圖1所示，各部件的名稱為金屬電極LZrxTihA納米線陣列2、入射的紫外光 3 ；透明導(dǎo)電玻璃襯底4 ；紫外光從透明導(dǎo)電玻璃方向入射，照射在^TihA納米線陣列2 上產(chǎn)生光電流；如圖2所示，ZrxTi1^xO2固溶體納米線陣列結(jié)晶良好，納米線的直徑約為20 μ m。如圖3所示，各曲線分別對(duì)應(yīng)本發(fā)明實(shí)施例1制備的器件的暗電流特性曲線1、 器件在340nmUV照射下的光電流特性曲線2 ；由該圖可見，器件的暗電流在nA量級(jí)，在3V偏壓下，光、暗電流相差近3個(gè)數(shù)量級(jí)。如圖4所示，各曲線分別對(duì)應(yīng)=Zratl2Tia98O2固溶體納米線陣列器件的響應(yīng)度曲線
1、1102納米線陣列器件的響應(yīng)度曲線2;圖中可見從45011111到39011111，光響應(yīng)曲線基本水平。當(dāng)光波長(zhǎng)到達(dá)380nm附近時(shí)，有一個(gè)明顯的吸收邊，說明本發(fā)明制備的紫外光探測(cè)器在紫外波段有良好的響應(yīng)，另外Zratl2Tia9iA納米線陣列器件的響應(yīng)度明顯高于TW2納米線陣列的響應(yīng)度。如圖5所示，各曲線分別對(duì)應(yīng)ZratllTia99O2固溶體納米線陣列器件的響應(yīng)度曲線1、TiO2納米線陣列器件的響應(yīng)度曲線2 ；圖中可見相對(duì)于TiO2納米線陣列紫外探測(cè)器， ZraiTiaiA納米線陣列器件的響應(yīng)度有一定的提升。如圖6所示，各曲線分別對(duì)應(yīng)=ZraiTia9O2固溶體納米線陣列器件的響應(yīng)度曲線 1、TiO2納米線陣列器件的響應(yīng)度曲線2 ；圖中可見相對(duì)于TiO2納米線陣列紫外探測(cè)器， ZraiTia9O2納米線陣列器件的響應(yīng)度有一定的提升，并且其響應(yīng)度峰值出現(xiàn)了微弱的藍(lán)移。如圖7所示，各曲線分別對(duì)應(yīng)11 納米線陣列器件的響應(yīng)度曲線1、Zra2Tia8O2 固溶體納米線陣列器件的響應(yīng)圖曲線2 ；圖中可見相對(duì)于TiO2納米線陣列紫外探測(cè)器， ZraiTiaiA納米線陣列器件的響應(yīng)度有明顯的降低，但是其響應(yīng)度峰值的位置出現(xiàn)了明顯的藍(lán)移，有利于對(duì)短波長(zhǎng)紫外光進(jìn)行探測(cè)。如圖8所示，各曲線分別對(duì)應(yīng)11 納米線陣列器件的響應(yīng)度曲線1、Zra5Tia5O2 固溶體納米線陣列器件的響應(yīng)度曲線2;圖中可見相對(duì)于TiO2納米線陣列紫外探測(cè)器， Zr0.5Ti0.502納米線陣列器件的響應(yīng)度有明顯的降低，但是其響應(yīng)度峰值的位置出現(xiàn)了近 30nm的藍(lán)移，有利于對(duì)短波長(zhǎng)紫外光進(jìn)行探測(cè)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 采用低溫極性界面水解法制備Zratl2Tia9iA固溶體納米線陣列，常溫下將IOmL甲苯作為溶劑加入到23ml的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，然后加入0. 9mL鈦酸四丁酯和0. Iml鋯酸四丁酯作為反應(yīng)前驅(qū)物，接著加入0. 2mL四氯化鈦和Iml濃鹽酸，將處理過的透明導(dǎo)電玻璃襯底倒置于反應(yīng)釜中，最后在150°C的反應(yīng)室中密封反應(yīng)5小時(shí)，自然降溫5小時(shí)后，得到長(zhǎng)度約為2μπι，結(jié)晶良好的Zratl2Tia98O2固溶體納米線陣列，將襯底取出放入干燥塔中備用， 納米線陣列的掃面電鏡圖如圖2所示。為了對(duì)比^vtl2Tia9iA和純TW2固溶體納米線陣列的光電性能，實(shí)驗(yàn)僅以ImL鈦酸四丁酯作為前驅(qū)物，以相同的方法制備了 TiO2固溶體納米線陣列，其長(zhǎng)度也被控制在2 μ m左右。直接在上述納米線陣列上制備Ag金屬電極。將Ag漿料粘到納米線表面并引出電極引線，電極的厚度和有效面積分別約為Imm和1mm2，最后將整個(gè)器件置于烘箱中120°C烘干10分鐘，即可得到金屬/半導(dǎo)體肖特基結(jié)構(gòu)的固溶體納米線紫外光探測(cè)器，其結(jié)構(gòu)如圖 1所示。如圖3所示，對(duì)本發(fā)明所制作的^ltl2Tia98O2固溶體納米線陣列基紫外光探測(cè)器的光電特性進(jìn)行了測(cè)試。器件的暗電流在nA量級(jí)；光照下，器件的光電流明顯上升，光、暗電流相差近3個(gè)數(shù)量級(jí)。圖4為3V偏壓下的TW2和^aci2Tia9iA固溶體納米線陣列紫外光探測(cè)器的響應(yīng)度曲線。實(shí)驗(yàn)以30W的氘燈和單色儀作為單色光光源，以IOnm為一個(gè)量度， 測(cè)量器件在450nm到300nm范圍內(nèi)的光響應(yīng)。由圖可見，器件對(duì)400nm到390nm的光基本無(wú)響應(yīng)，當(dāng)光波長(zhǎng)到達(dá)380nm附近時(shí)，有一個(gè)明顯的吸收邊，并且隨著波長(zhǎng)減小，響應(yīng)度逐漸增大，在350nm左右達(dá)到最大值。說明本發(fā)明的器件在紫外波段有良好的響應(yīng)，可以用作探測(cè)紫外光。另外，與TW2納米線陣列基紫外光探測(cè)器相比，Zr0.02Ti0.9802固溶體器件的響應(yīng)度明顯提升，說明ττ的加入提高了材料的光電性能。實(shí)施例2 采用低溫極性界面水解法制備ZratllTia9iA固溶體納米線陣列，常溫下將IOmL甲苯作為溶劑加入到23ml的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，然后加入0. 95mL鈦酸四丁酯和0. 05ml鋯酸四丁酯作為反應(yīng)前驅(qū)物，接著加入0. 2mL四氯化鈦和Iml濃鹽酸，將處理過的透明導(dǎo)電玻璃襯底倒置于反應(yīng)釜中，最后在150°C的反應(yīng)室中密封反應(yīng)5小時(shí)，自然降溫5小時(shí)后，得到長(zhǎng)度約為2 μ m，結(jié)晶良好的^vcilTia9iA固溶體納米線陣列，將襯底取出放入干燥塔中備用。為了對(duì)K^acilTia99O2和純TW2固溶體納米線陣列的光電性能，實(shí)驗(yàn)僅以ImL鈦酸四丁酯作為前驅(qū)物，以相同的方法制備了 T^2固溶體納米線陣列，其長(zhǎng)度也被控制在2 μ m左右ο直接在上述納米線陣列上制備Ag金屬電極。將Ag漿料粘到納米線表面并引出電極引線，電極的厚度和有效面積分別約為Imm和1mm2，最后將整個(gè)器件置于烘箱中120°C烘干10分鐘，即可得到金屬/半導(dǎo)體肖特基結(jié)構(gòu)的固溶體納米線紫外光探測(cè)器。對(duì)本發(fā)明所制作的^atllTia9iA固溶體納米線陣列基紫外光探測(cè)器的光電特性進(jìn)行了測(cè)試，圖5為3V 偏壓下的Τ 02*&α(ι1 α9902固溶體納米線陣列紫外光探測(cè)器的響應(yīng)度曲線。由圖可見，器件對(duì)400nm到390nm的光基本無(wú)響應(yīng)，當(dāng)光波長(zhǎng)到達(dá)380nm附近時(shí)，有一個(gè)明顯的吸收邊， 并且隨著波長(zhǎng)減小，響應(yīng)度逐漸增大，在350nm左右達(dá)到最大值。說明本發(fā)明的器件在紫外波段有良好的響應(yīng)，可以用作探測(cè)紫外光。另外，器件的響應(yīng)度高于TiO2基紫外探測(cè)器，這說明摻入少量的ττ會(huì)提高基體材料的光電性能。實(shí)施例3 采用低溫極性界面水解法制備^aiTitl. 9仏固溶體納米線陣列，常溫下將IOmL甲苯作為溶劑加入到23ml的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，然后加入0. SmL鈦酸四丁酯和0. 2ml鋯酸四丁酯作為反應(yīng)前驅(qū)物，接著加入0. 2mL四氯化鈦和Iml濃鹽酸，將處理過的透明導(dǎo)電玻璃襯底倒置于反應(yīng)釜中，最后在150°C的反應(yīng)室中密封反應(yīng)5小時(shí)，自然降溫5小時(shí)后，得到長(zhǎng)度約為2μπι，結(jié)晶良好的^aiTia9O2固溶體納米線陣列，將襯底取出放入干燥塔中備用。為了對(duì)比ZraiTia9O2和純T^2固溶體納米線陣列的光電性能，實(shí)驗(yàn)僅以ImL鈦酸四丁酯作為前驅(qū)物，以相同的方法制備了 T^2固溶體納米線陣列，其長(zhǎng)度也被控制在2 μ m左右。直接在上述納米線陣列上制備Ag金屬電極。將Ag漿料粘到納米線表面并引出電極引線，電極的厚度和有效面積分別約為Imm和1mm2，最后將整個(gè)器件置于烘箱中120°C烘干10分鐘，即可得到金屬/半導(dǎo)體肖特基結(jié)構(gòu)的固溶體納米線紫外光探測(cè)器。圖6為3V 偏壓下的TiOdPZraiTia9O2固溶體納米線陣列紫外光探測(cè)器的響應(yīng)度曲線。由圖可見，器件對(duì)400nm到390nm的光基本無(wú)響應(yīng)，當(dāng)光波長(zhǎng)到達(dá)380nm附近時(shí)，有一個(gè)明顯的吸收邊， 并且隨著波長(zhǎng)減小，響應(yīng)度逐漸增大，在340nm左右達(dá)到最大值而后降低。說明本發(fā)明的器件在紫外波段有良好的響應(yīng)，可以用作探測(cè)紫外光。另外，器件的響應(yīng)度高于TiO2紫外探測(cè)器，并且其響應(yīng)度峰值出現(xiàn)了藍(lán)移。這說明摻入一定量的^ 不但會(huì)提高基體材料的光電性能，還會(huì)增大材料的禁帶寬度，從而使器件的響應(yīng)范圍向深紫外區(qū)移動(dòng)。實(shí)施例4 采用低溫極性界面水解法制備Zra2Tia8O2固溶體納米線陣列，常溫下將IOmL甲苯作為溶劑加入到23ml的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，然后加入0. 65mL鈦酸四丁酯和0. 35ml鋯酸四丁酯作為反應(yīng)前驅(qū)物，接著加入0. 2mL四氯化鈦和Iml濃鹽酸，將處理過的透明導(dǎo)電玻璃襯底倒置于反應(yīng)釜中，最后在150°C的反應(yīng)室中密封反應(yīng)5小時(shí)，自然降溫5小時(shí)后，得到長(zhǎng)度約為2 μ m,結(jié)晶良好的Zra2TiaiA固溶體納米線陣列，將襯底取出放入干燥塔中備用。 為了對(duì)比Zra2Tia8O2和純T^2固溶體納米線陣列的光電性能，實(shí)驗(yàn)僅以ImL鈦酸四丁酯作為前驅(qū)物，以相同的方法制備了 T^2固溶體納米線陣列，其長(zhǎng)度也被控制在2ym左右。直接在上述納米線陣列上制備Ag金屬電極。將Ag漿料粘到納米線表面并引出電極引線，電極的厚度和有效面積分別約為Imm和1mm2，最后將整個(gè)器件置于烘箱中120°C烘干10分鐘，即可得到金屬/半導(dǎo)體肖特基結(jié)構(gòu)的固溶體納米線紫外光探測(cè)器。圖7為3V 偏壓下的Ti02&&Q.2TiQ.802固溶體納米線陣列紫外光探測(cè)器的響應(yīng)度曲線。由圖可見，器件對(duì)400nm到390nm的光基本無(wú)響應(yīng)，當(dāng)光波長(zhǎng)到達(dá)380nm附近時(shí)，有一個(gè)明顯的吸收邊， 并且隨著波長(zhǎng)減小，響應(yīng)度逐漸增大，在340nm左右達(dá)到最大值而后降低。說明本發(fā)明的器件在紫外波段有良好的響應(yīng)，可以用作探測(cè)紫外光。另外，器件的響應(yīng)度低于TiO2納米線器件，并且其響應(yīng)度峰值出現(xiàn)了明顯的藍(lán)移，說明較多的^ 含量會(huì)增大基體材料的禁帶寬度，從而調(diào)節(jié)器件的響應(yīng)范圍向深紫外區(qū)移動(dòng)。但是過多的^ 會(huì)增大材料的電阻，使器件的響應(yīng)度降低。實(shí)施例5 采用低溫極性界面水解法制備^a5Titl. 5仏固溶體納米線陣列，常溫下將IOmL甲苯作為溶劑加入到23ml的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，然后加入0. 45mL鈦酸四丁酯和0. 55ml鋯酸四丁酯作為反應(yīng)前驅(qū)物，接著加入0. 2mL四氯化鈦和Iml濃鹽酸，將處理過的透明導(dǎo)電玻璃襯底倒置于反應(yīng)釜中，最后在150°C的反應(yīng)室中密封反應(yīng)5小時(shí)，自然降溫5小時(shí)后，得到長(zhǎng)度約為2 μ m,結(jié)晶良好的Zra5Tia5A固溶體納米線陣列，將襯底取出放入干燥塔中備用。 為了對(duì)比^a5Tia5A和純TiO2固溶體納米線陣列的光電性能，實(shí)驗(yàn)僅以ImL鈦酸四丁酯作為前驅(qū)物，以相同的方法制備了 T^2固溶體納米線陣列，其長(zhǎng)度也被控制在2ym左右。直接在上述納米線陣列上制備Ag金屬電極。將Ag漿料粘到納米線表面并引出電極引線，電極的厚度和有效面積分別約為Imm和1mm2，最后將整個(gè)器件置于烘箱中120°C烘干10分鐘，即可得到金屬/半導(dǎo)體肖特基結(jié)構(gòu)的固溶體納米線紫外光探測(cè)器。圖8為3V 偏壓下的TiO2及^v5Tia5A固溶體納米線陣列紫外光探測(cè)器的響應(yīng)度曲線。由圖可見，固溶體器件對(duì)400nm到370nm的光沒有響應(yīng)，當(dāng)光波長(zhǎng)到達(dá)360nm附近時(shí)，有一個(gè)較明顯吸收邊。另外器件的響應(yīng)度峰值出現(xiàn)了明顯的藍(lán)移，說明較多的^ 含量會(huì)增大基體材料的禁帶寬度，從而調(diào)節(jié)器件的響應(yīng)范圍向深紫外區(qū)移動(dòng)。同時(shí)，和TW2納米線器件相比，由于過多的&的摻入，基體材料的電阻很大，Zra5Tia5O2固溶體納米線陣列紫外光探測(cè)器的響應(yīng)度很低。
權(quán)利要求
1.一種^xTihA固溶體納米線陣列紫外光探測(cè)器，其特征在于依次由透明導(dǎo)電玻璃襯底G)、采用低溫極性界面水解法在襯底⑷上直接生長(zhǎng)的一維^xTihO2納米線陣列 O)、在納米線陣列(2)上直接制備的Ag或Au金屬電極(1)構(gòu)成，待探測(cè)的紫外光(3)從透明導(dǎo)電玻璃襯底的一側(cè)入射。
2.如權(quán)利要求1所述的^VIVjA固溶體納米線陣列紫外光探測(cè)器，其特征在于透明導(dǎo)電玻璃襯底⑷的厚度為2 3mm，一維ZrxTi1-P2納米線陣列(2)的厚度為1 3 μ m， 一維^xTipiA納米線材料中ττ與Ti的摩爾比為0. 01 1 1 ；金屬電極(1)的有效面積為1 5mm2，厚度為500 1000 μ m。
3.如權(quán)利要求1或2所述的ZrxTihA固溶體納米線陣列紫外光探測(cè)器的制備方法，其步驟如下(1)襯底的處理首先分別用丙酮、乙醇棉球擦拭透明導(dǎo)電玻璃襯底，再將襯底依次置于丙酮、乙醇和去離子水中，分別超聲清洗5 8分鐘，最后用氮?dú)獯蹈桑?2)—維^xTihA固溶體納米線陣列的制備采用低溫極性界面水解法制備一維^xTihA固溶體納米線陣列；(3)制備Ag或Au金屬電極將Ag漿或Au漿直接粘到一維^xTihA固溶體納米線陣列表面，引出電極引線，然后將器件至于烘箱中，在100 150°C烘干5 15分鐘，即得到帶有金屬電極的肖特基結(jié)構(gòu)的 ZrxTi1^xO2納米線陣列紫外光探測(cè)器。
4.如權(quán)利要求3所述的^xTihA固溶體納米線陣列紫外光探測(cè)器的制備方法中，其特征在于步驟(2)所述的采用低溫極性界面水解法制備一維^xTihA固溶體納米線陣列， 是在室溫條件下將5 20ml甲苯加入到20 40ml的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，將1 2ml鋯酸四丁酯和鈦酸四丁酯的混合溶液加入到甲苯溶劑中，其中^ 與Ti的摩爾比為0.01 1 1 1，然后用注射器加入0. 1 0. 5ml的四氯化鈦，接著加入1 2ml濃鹽酸或醋酸水溶液，將經(jīng)上述步驟處理過的透明導(dǎo)電玻璃襯底倒置在反應(yīng)釜中，最后將反應(yīng)釜置于120 200°C的反應(yīng)室中密封2 8小時(shí)，從而在透明導(dǎo)電襯底上低溫生長(zhǎng)出^xTihA納米線陣列；反應(yīng)釜自然降溫3 5小時(shí)，得到結(jié)晶良好、平整、緊密的一維^xTihA固溶體納米線陣列，將已生長(zhǎng)好的納米線陣列從反應(yīng)釜中取出，靜置干燥后放入干燥塔中保存。
全文摘要
本發(fā)明具體涉及一種以透明導(dǎo)電玻璃為襯底，以ZrxTi1-xO2固溶體納米線陣列為基體，以Ag或Au為金屬電極的肖特基結(jié)構(gòu)光伏型半導(dǎo)體紫外光電探測(cè)器及其制備方法。首先采用低溫極性界面水解法制備不同配比的ZrxTi1-xO2固溶體納米線陣列，以Ag漿或者Au漿在納米線陣列上制作電極，經(jīng)過烘干后即可得到工藝簡(jiǎn)單、低成本、高性能的肖特基結(jié)構(gòu)紫外探測(cè)器。通過調(diào)整ZrxTi1-xO2固溶體內(nèi)部元素的不同配比，可以改變基體材料的紫外吸收邊，進(jìn)而制作出響應(yīng)峰值在250nm到380nm紫外波段范圍內(nèi)可調(diào)的紫外探測(cè)器。
文檔編號(hào)H01L31/18GK102437229SQ20111038605
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者馮彩慧, 劉彩霞, 周敬然, 張敏, 張海峰, 阮圣平, 陳維友 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)