一種高效鈣鈦礦單晶光探測器及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高效鈣鈦礦單晶光探測器及其制備方法，高效鈣鈦礦單晶光探測器包括鈣鈦礦單晶及在鈣鈦礦單晶上設有的叉指電極，所制備的單晶鈣鈦礦光探測器結構簡單、效率高、響應快、工作穩(wěn)定、使用壽命長；光探測器的制備工藝簡單，生產成本低，無需昂貴的儀器設備等優(yōu)點。從而促進對鈣鈦礦單晶材料的有效利用，同時可實現對現有的多晶鈣鈦礦薄膜光探測器的替代，并將產生光探測器應用的新技術革新。
【專利說明】
一種高效鈣鈦礦單晶光探測器及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于光電探測器技術領域，涉及一種高效鈣鈦礦單晶光探測器及其制備方法。
【背景技術】
[0002]光探測器是一種新型的探測技術，廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、天文學、國防軍事和天際通信等領域。目前使用的光探測器主要以光電二極管為主，其體積較大，工作電壓高，設備曰蟲印貝ο
[0003]近年來一種基于鈣鈦礦結構的ABX3(X代表鹵族元素)材料在最近幾年引起了光伏研究領域的極大關注，并且廣泛應用于高效太陽電池的技術研究。經過短短6年的發(fā)展，到目前為止，鈣鈦礦太陽電池的最高認證效率已達到了 21%。因其突飛猛進的光電轉換效率和極為豐富的材料來源，被《Science》評選為2013年十大科學突破之一。同時，該材料也已經用于光探測器的應用研究。然而，這些光探測器都是基于鈣鈦礦多晶薄膜。眾所周知，鈣鈦礦單晶薄膜對水蒸氣、大氣、紫外光、溫度等機器不穩(wěn)定，基于此的鈣鈦礦光探測器壽命極短。同時，基于鈣鈦礦多晶薄膜的光探測器性能也非常低，靈敏度較差。而單晶材料消除了微晶材料特有的晶隙、晶界等反應界面，是最穩(wěn)定的鈣鈦礦材料。因此，基于單晶鈣鈦礦材料的光探測器將會帶來新的技術革新。
[0004]單晶鈣鈦礦光探測器對于目前研究的較多的多晶薄膜光探測器來講，具有明顯的優(yōu)勢。單晶鈣鈦礦光探測器制備簡單，無需復雜的器件結構，減少了大量的工藝過程;單晶材料在熱穩(wěn)定性、濕度穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性等方面遠遠優(yōu)于多晶鈣鈦礦薄膜，因此單晶光探測器使用壽命將更長，工作狀態(tài)更穩(wěn)定;單晶鈣鈦礦具有極低的缺陷態(tài)密度，非常高的載流子迀移率，覆蓋全部可見光的光譜吸收，甚至在近紅外也有較大的響應，這是多晶鈣鈦礦薄膜光探測器所不具備的。因此具有非常高的工作效率。因此，單晶鈣鈦礦光探測器在光探測領域具有廣闊的應用前景。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現有多晶鈣鈦礦薄膜光探測器性能低、工作狀態(tài)不穩(wěn)定、壽命短等不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有響應度高、工作穩(wěn)定，壽命長等優(yōu)點的高效單晶鈣鈦礦光探測器及其制備方法。
[0006]為達到上述目的本發(fā)明采用如下方案:
[0007]—種高效鈣鈦礦單晶光探測器，包括鈣鈦礦單晶及在鈣鈦礦單晶上設有的叉指電極。
[0008]進一步，所述的鈣鈦礦單晶為具有ABX3鈣鈦礦結構的單晶體，其中A為CH3NH3+、H2N-CH=NH2"、(CH3)4N+、C7Hy+、Cs.或C3H11SN32+ ； B為Pb、Ge或Sn ； X為Cl、Br或 I。
[0009]進一步，所述的叉指電極的厚度為Inm?I cm，指寬為I Onm?I cm，間距為I Onm?I cm，指長為I Onm?10cm，光敏面積為200nm2?400cm2。
[0010]進一步，所述的叉指電極是金屬或含金屬合金電極，如銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鋁(Al)、納(Na)、鉬(Mo)、鎢(W)、鋅(Zn)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鐵(Fe)、鉑(Pt)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鎵(Ga)、不銹鋼、鋁鈦合金、鋁硅合金等;叉指電極是導電非金屬如石墨等;叉指電極是導電非金屬化合物電極，包括鹵素族化合物、氧族化合物、氮族化合物等;叉指電極是導電化合物電極，包括氧族化和物如氧化物、硫化物、砸化物等;叉指電極是導電化合物電極，包括鹵素組化合物如氯化物、溴化物、碘化物、氟化物等;叉指電極是透明或半透明導電化合物，如透明導電氧化物等。
[0011]—種高效鈣鈦礦單晶光探測器的制備方法，包括以下步驟:
[0012]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用有機溶劑浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0013]2)將表面經過清洗的鈣鈦礦單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0014]3)隨后，將鈣鈦礦單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0015]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在鈣鈦礦單晶一面上；
[0016]5)在固定了掩膜板的鈣鈦礦單晶一面上沉積得到叉指電極，即得到單晶光探測器；
[0017]進一步，步驟I)中所用機溶劑為無水乙醚，氯苯，環(huán)己烷，異丙醇，二氯甲烷，乙酸乙酯或石油醚。
[0018]進一步，步驟2)中將拋光后的單晶采用氣體吹洗或有機溶劑中超聲清洗清除單晶表面的粉末等細小顆粒。
[0019]進一步，步驟3)中鈣鈦礦單晶在真空干燥箱中的干燥溫度為10C-200 0C。
[0020]進一步，步驟5)中通過熱蒸發(fā)，光刻膠技術，磁控濺射，噴涂，印刷或脈沖沉積在鈣鈦礦單晶上沉積得到叉指電極。
[0021]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0022]本發(fā)明的高效鈣鈦礦單晶光探測器，直接在鈣鈦礦單晶上設有叉指電極，單晶材料具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、濕度穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性，因此單晶光探測器使用壽命將更長，工作狀態(tài)更穩(wěn)定;單晶鈣鈦礦具有極低的缺陷態(tài)密度，非常高的載流子迀移率，該單晶鈣鈦礦光探測器靈敏度高、響應快、工作效率高;單晶鈣鈦礦材料覆蓋全部可見光的光譜吸收，使得光探測器可以在全可見光下工作。
[0023]現有的鈣鈦礦多晶薄膜結晶性差，缺陷多，載流子迀移率低，載流子擴散長度短，電阻大，吸光范圍窄，不穩(wěn)定等因素的制約，使得基于鈣鈦礦多晶薄膜的光探測器需要多層結構，如電子傳輸層，空穴傳輸層，界面修飾層等，同時還需要特殊的襯底材料，使得基于鈣鈦礦多晶薄膜的光探測器結構復雜，制備工藝繁瑣。相比而言，鈣鈦礦單晶具有極高的結晶性，極低的缺陷態(tài)密度，較高的載流子迀移率，較低的電阻，以及超長的載流子擴散長度，可以直接在鈣鈦礦單晶表面沉積電極，使得單晶鈣鈦礦光探測器制備工藝及其簡單、無需復雜的器件結構就可以使光探測器高效工作。
[0024]由于基于鈣鈦礦多晶薄膜的光探測器結構復雜，制備工藝繁瑣苛刻，使得其生產成本極高。而基于鈣鈦礦單晶的光探測器為直接在單晶表面沉積金屬電極形成的簡單結構，制備工藝也相當簡單，無需高昂的儀器設備及苛刻的制備條件，可以大大降低生產成本。最重要的是，經過復雜的制備工藝，花費高昂的生產成本制備的鈣鈦礦多晶薄膜光探測器的工作性能遠遠低于器件結構簡單，工藝流程短，生產成本極低的鈣鈦礦單晶光探測器的工作性能。同時，單晶鈣鈦礦光探測器在不同的工作電壓下都具有較高和較寬光響應;單晶鈣鈦礦光探測器易于做成集成，攜帶使用方便。單晶鈣鈦礦光探測器在光探測領域具有廣闊的應用前景。
【附圖說明】
[0025]圖1是單晶鈣鈦礦光探測器結構及工作原理示意圖。
[0026]圖2是單晶鈣鈦礦光探測器與多晶鈣鈦礦薄膜光探測器在不同工作電壓下的光響應對比圖。
[0027]圖3是單晶鈣鈦礦光探測器與多晶鈣鈦礦薄膜光探測器在900nm光下工作效果對比圖。
【具體實施方式】
[0028]下面通過實施例，對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。
[0029]本發(fā)明提供一種高效鈣鈦礦單晶光探測器，同時還涉及該種探測器的制備方法，具體制備方法包含以下步驟:
[0030]—種尚效|丐欽礦單晶光探測器，包括|丐欽礦單晶及在|丐欽礦單晶上設有的叉指電極。鈣鈦礦單晶為具有ABX3鈣鈦礦結構的單晶體，其中A為CH3NH3+、H2N-CH = NH2+ ,(CH3) 4N+、C7Ht+、Cs+或 C3HiiSN32+ ； B 為 Pb、Ge 或 Sn ； X 為 Cl、Br 或 I。
[0031 ] 所述的叉指電極的厚度為Inm?lcm，指寬為1nm?lcm，間距為1nm?lcm，指長為1nm?10cm，光敏面積為200nm2?400cm2;所述的叉指電極是金屬或含金屬合金電極，如銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鋁(Al)、納(Na)、鉬(Mo)、鎢(W)、鋅(Zn)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鐵(Fe)、鉑(Pt)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鎵(Ga)、不銹鋼、鋁鈦合金、鋁硅合金等;叉指電極是導電非金屬如石墨等;叉指電極是導電非金屬化合物電極，包括鹵素族化合物、氧族化合物、氮族化合物等；叉指電極是導電化合物電極，包括氧族化和物如氧化物、硫化物、砸化物等;叉指電極是導電化合物電極，包括鹵素組化合物如氯化物、溴化物、碘化物、氟化物等;叉指電極是透明或半透明導電化合物，如透明導電氧化物等。高效鈣鈦礦單晶光探測器的制備方法，包括以下步驟:
[0032]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用特殊的有機溶劑浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0033]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0034]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0035]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0036]5)在固定了掩膜板的單晶一面上沉積得到叉指電極，即得到如圖1的高效鈣鈦礦單晶光探測器。
[0037]基于鈣鈦礦單晶的光探測器為直接在單晶表面沉積金屬電極形成的簡單結構，實現了光生載流子直接快速導出，最大化了光子利用。使得單晶鈣鈦礦光探測器在不同的工作電壓下都具有較高的光響應。同時，由于結構簡單，鈣鈦礦單晶相對于多晶有更高的結晶性，更寬的光譜吸收，極低的缺陷態(tài)密度，較大的載流子迀移率以及較低的電阻，使得基于鈣鈦礦單晶的光探測器在不同電壓下都比基于鈣鈦礦多晶薄膜的光探測器具有更高的光照響應，如圖2所示。由于鈣鈦礦單晶相較于多晶薄膜有更寬的吸光范圍，使得基于單晶的光探測器在900納米的光照下都有較強的響應，而基于鈣鈦礦多晶薄膜的光探測器幾乎沒有響應，如圖3所示。因外，鈣鈦礦單晶光探測器的制備工藝也相當簡單，無需高昂的儀器設備及苛刻的制備條件，可以大大降低生產成本。此外，單晶鈣鈦礦光探測器易于做成集成器件，攜帶使用方便。
[0038]實施例1
[0039]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用無水乙醚浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0040]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后采用氣體吹洗清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0041 ] 3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0042]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0043]5)將固定了掩膜的單晶一面熱蒸發(fā)沉積厚度為lnm，指寬為10nm，間距為10nm，指長為1nm的叉指金電極；
[0044]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0045]實施例2
[0046]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用環(huán)己烷浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0047]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后采用無水乙醚超聲清洗清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0048]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0049]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；[°05°] 5)將固定了掩膜的單晶片一面磁控派射厚度為50nm，指寬為50nm，間距為50nm，指長為50nm的叉指銀電極；
[0051]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0052]實施例3
[0053]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用乙酸乙酯浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0054]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再采用氯苯超聲清洗清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0055]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0056]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0057]5)將固定了掩膜的單晶一面噴涂厚度為lOOnm，指寬為lOOnm，間距為lOOnm，指長為10nm的叉指不銹鋼電極；
[0058]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0059]實施例4
[0060]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用氯苯浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0061]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再采用異丙醇超聲清洗清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0062]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0063]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0064]5)將固定了掩膜的單晶片一面印刷厚度為10um，指寬為10um，間距為10um，指長為1um的叉指招電極；
[0065]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0066]實施例5
[0067]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用二氯甲烷浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；;
[0068]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再采用石油醚超聲清洗清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0069]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0070]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0071]5)將固定了掩膜的單晶一面脈沖沉積厚度為500um，指寬為500um，間距為500um，指長為500um的叉指石墨電極；
[0072]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0073]實施例6
[0074]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用異丙醇浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0075]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再采用乙酸乙酯超聲清洗清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0076]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0077]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0078]5)將固定了掩膜的單晶片一面熱蒸發(fā)沉積厚度為lcm，指寬為lcm，間距為lcm，指長為Icm的叉指鎵電極；
[0079]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0080]實施例7
[0081]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用氯苯浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0082]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再采用二氯甲烷超聲清洗清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0083]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0084]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0085]5)將固定了掩膜的單晶一面采用光刻膠技術沉積厚度為lnm，指寬為50nm，間距為I OOnm，指長為I Oum的叉指氧化鈦電極；
[0086]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0087]實施例8
[0088]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用石油醚浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0089]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再采用環(huán)己烷超聲清洗清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0090]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0091]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0092]5)將固定了掩膜的單晶片一面噴涂沉積厚度為50nm，指寬為100醒，間距為10um，指長為500um的叉指鎳電極；
[0093]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0094]實施例9
[0095]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用乙酸乙酯浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0096]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0097]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0098]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；[00"] 5)將固定了掩膜的單晶片一面印刷厚度為lOOnm，指寬為10um，間距為500um，指長為Icm的叉指金電極；
[0100]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0101]實施例10
[0102]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用二氯甲烷浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0103]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0104]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0105]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；[Ο?Ο?] 5)將固定了掩膜的單晶片一面脈沖沉積厚度為100nm，指寬為10um，間距為500um，指長為Icm的叉指錫銀電極；
[0107]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0108]實施例11
[0109]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用環(huán)己烷浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0110]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0111]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0112]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0113]5)將固定了掩膜的單晶片一面脈沖沉積厚度為1um，指寬為500um，間距為lcm，指長為Icm的叉指鋁硅合金電極；
[0114]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0115]實施例12
[0116]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用異丙醇浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0117]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0118]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0119]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0120]5)將固定了掩膜的單晶一面熱蒸發(fā)沉積厚度為lnm，指寬為50nm，間距為50nm，指長為50nm的叉指鋁電極；
[0121]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0122]實施例13
[0123]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用無水乙醚浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0124]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0125]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0126]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0127]5)將固定了掩膜的單晶一面熱蒸發(fā)沉積厚度為lnm，指寬為50nm，間距為50nm，指長為50nm的叉指錫銅電極；
[0128]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0129]實施例14
[0130]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用環(huán)己烷浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0131]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0132]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0133]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0134]5)將固定了掩膜的單晶片一面磁控濺射沉積厚度為lnm，指寬為10um，間距為I Oum，指長為I Oum的叉指鎵電極；
[0135]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0136]實施例15
[0137]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用乙酸乙酯浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0138]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0139]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0140]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0141]5)將固定了掩膜的單晶一面噴涂沉積厚度為lnm，指寬為500um，間距為500um，指長為500um的叉指錫電極；
[0142]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0143]實施例16
[0144]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用異丙醇浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0145]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0146]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0147]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；[OH8] 5)將固定了掩膜的單晶片一面印刷厚度為lnm，指寬為lcm，間距為lcm，指長為Icm的叉指金電極；
[0149]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0150]實施例17
[0151]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用二氯甲烷浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0152]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0153]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0154]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；[0?55] 5)將固定了掩膜的單晶一面脈沖沉積厚度為50nm，指寬為lcm，間距為lcm，指長為Icm的叉指銀電極；
[0156]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0157]實施例18
[0158]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用石油醚浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0159]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0160]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0161]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0162]5)將固定了掩膜的單晶片一面熱蒸發(fā)沉積厚度為50nm，指寬為10um，間距為10um，指長為1um的叉指氮化娃電極；
[0163]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0164]實施例19
[0165]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用環(huán)己烷浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0166]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0167]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0168]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0169]5)將固定了掩膜的單晶一面磁控濺射沉積厚度為50nm，指寬為500um，間距為500um，指長為500um的叉指招電極；
[0170]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0171]實施例20
[0172]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用異丙醇浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0173]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0174]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0175]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0176]5)將固定了掩膜的單晶片一面噴涂厚度為50nm，指寬為lcm，間距為lcm，指長為I cm的叉指銅電極；
[0177]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0178]實施例21
[0179]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用乙酸乙酯浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0180]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0181]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0182]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0183]5)將固定了掩膜的單晶一面印刷厚度為lOOnm，指寬為10um，間距為10um，指長為1um的叉指鎵電極；
[0184]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0185]實施例22
[0186]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用二氯甲烷浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0187]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0188]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0189]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0190]5)將固定了掩膜的單晶片一面脈沖沉積厚度為lOOnm，指寬為50um，間距為50um，指長為50um的叉指硫化鉬電極；
[0191]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0192]實施例23
[0193]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用乙酸乙酯浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0194]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0195]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0196]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0197]5)將固定了掩膜的單晶一面熱蒸發(fā)沉積厚度為lOOnm，指寬為lcm，間距為lcm，指長為Icm的叉指鎳電極；
[0198]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0199]實施例24
[0200]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用異丙醇浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0201]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0202]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0203]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0204]5)將固定了掩膜的單晶片一面磁控濺射沉積厚度為10um，指寬為500um，間距為500um，指長為500um的叉指金電極；
[0205]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0206]實施例25
[0207]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用石油醚浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0208]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0209]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0210]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；[0211 ] 5)將固定了掩膜的單晶一面噴涂厚度為1um，指寬為lcm，間距為lcm，指長為I cm的叉指銀電極；
[0212]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0213]實施例26
[0214]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用無水乙醚浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0215]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0216]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0217]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0218]5)將固定了掩膜的單晶一面噴涂厚度為5um，指寬為0.5cm，間距為1mm，指長為Imm的叉指鉛電極；
[0219]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0220]實施例27
[0221]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用石油醚浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0222]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0223]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0224]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0225]5)將固定了掩膜的單晶片一面熱蒸發(fā)沉積厚度為50nm，指寬為10um，間距為10um，指長為1um的叉指鐵電極；
[0226]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0227]實施例28
[0228]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用環(huán)己烷浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0229]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后采用無水乙醚超聲清洗清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0230]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0231]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0232]5)將固定了掩膜的單晶片一面磁控派射厚度為50nm，指寬為50nm，間距為50nm，指長為50nm的叉指砸化鎘電極；
[0233]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0234]實施例29
[0235]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用氯苯浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0236]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再采用異丙醇超聲清洗清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0237]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0238]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0239]5)將固定了掩膜的單晶片一面印刷厚度為10um，指寬為10um，間距為10um，指長為1um的叉指鉬電極；
[0240]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0241]實施例30
[0242]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用二氯甲烷浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；;
[0243]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再采用石油醚超聲清洗清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0244]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0245]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0246]5)將固定了掩膜的單晶一面脈沖沉積厚度為500um，指寬為500um，間距為500um，指長為500um的叉指鈉電極；
[0247]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
[0248]實施例31
[0249]I)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用異丙醇浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質；
[0250]2)將表面經過清洗的單晶表面進行拋光，拋光后再采用乙酸乙酯超聲清洗清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒；
[0251]3)隨后，將單晶置于真空干燥箱中干燥；
[0252]4)將帶有叉指圖形的金屬掩膜板固定在經過拋光和清潔的鈣鈦礦單晶一面上；
[0253]5)將固定了掩膜的單晶片一面熱蒸發(fā)沉積厚度為lcm，指寬為lcm，間距為lcm，指長為I cm的叉指石墨電極；
[0254]6)將已經制備好的成品單晶鈣鈦礦光探測器密封包裝，以備測試。
【主權項】
1.一種高效鈣鈦礦單晶光探測器，其特征在于:包括鈣鈦礦單晶及在鈣鈦礦單晶上設有的叉指電極。2.如權利要求1所述的一種高效鈣鈦礦單晶光探測器，其特征在于:所述的鈣鈦礦單晶為具有ABX3鈣鈦礦結構的單晶體，其中A為CH3NH3+、H2N-CH = NH2+、(CH3)4N+、C7H7+、Cs+或C3HiiSN32+ ； B 為 Pb、Ge 或 Sn ； X 為 Cl、Br 或 I。3.如權利要求1所述的一種高效鈣鈦礦單晶光探測器，其特征在于:所述的叉指電極的厚度為Inm?I cm，指寬為I Onm?I cm，間距為I Onm?I cm，指長為I Onm?1 cm，光敏面積為200nm2?400cm2。4.如權利要求1所述的一種高效鈣鈦礦單晶光探測器，其特征在于:所述的叉指電極是金屬或含金屬合金電極，如銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、招(Al)、納(Na)、鉬(Mo)、媽(W)、鋅(Zn)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鐵(Fe)、鉑(Pt)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鎵(Ga)、不銹鋼、鋁鈦合金、鋁硅合金等;叉指電極是導電非金屬如石墨等;叉指電極是導電非金屬化合物電極，包括鹵素族化合物、氧族化合物、氮族化合物等;叉指電極是導電化合物電極，包括氧族化和物如氧化物、硫化物、砸化物等;叉指電極是導電化合物電極，包括鹵素組化合物如氯化物、溴化物、碘化物、氟化物等;叉指電極是透明或半透明導電化合物，如透明導電氧化物等。5.—種高效鈣鈦礦單晶光探測器的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將培養(yǎng)好的鈣鈦礦單晶用有機溶劑浸泡處理，以清洗除去單晶表面在培養(yǎng)過程中殘留的雜質； 2)將表面經過清洗的鈣鈦礦單晶表面進行拋光，拋光后再清除單晶表面在拋光過程中殘留的粉末等細小顆粒； 3)隨后，將鈣鈦礦單晶置于真空干燥箱中干燥； 4)將帶有叉指圖形的掩膜板固定在鈣鈦礦單晶一面上； 5)在固定了掩膜板的鈣鈦礦單晶一面上沉積得到叉指電極，即得到單晶光探測器。6.根據權利要求5所述的高效鈣鈦礦單晶光探測器的制備方法，其特征在于:步驟I)中所用機溶劑為無水乙醚，氯苯，環(huán)己烷，異丙醇，二氯甲烷，乙酸乙酯或石油醚。7.根據權利要求5所述的高效鈣鈦礦單晶光探測器的制備方法，其特征在于:步驟2)中將拋光后的單晶采用氣體吹洗或有機溶劑中超聲清洗清除單晶表面的粉末等細小顆粒。8.根據權利要求5所述的高效鈣鈦礦單晶光探測器的制備方法，其特征在于:步驟3)中鈣鈦礦單晶在真空干燥箱中的干燥溫度為10°C — 200°C。9.根據權利要求5所述的高效鈣鈦礦單晶光探測器的制備方法，其特征在于:步驟5)中通過熱蒸發(fā)，光刻膠技術，磁控濺射，噴涂，印刷或脈沖沉積在鈣鈦礦單晶上沉積得到叉指電極。
【文檔編號】H01L51/42GK105870334SQ201610364976
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】劉生忠, 劉渝城, 楊周
【申請人】陜西師范大學