[发明专利]一种氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，对玻璃纤维布衬底进行清洗，清洗过程如下：将衬底依次浸泡到丙酮、乙醇、去离子水中各超声10分钟，取出后再用去离子水冲洗，最后用干燥的N₂气吹干，待用；

步骤二，把SiC和Ga₂O₃靶材分别放置在磁控溅射沉积系统的两个靶台位置，将步骤一处理后的玻璃纤维布衬底固定在样品托上，放进真空腔；

步骤三，SiC薄膜的制备：将腔体抽真空，调整真空腔内的压强，通入氩气，加热玻璃纤维布衬底，利用磁控溅射法沉积一层SiC薄膜，即形成SiC薄膜/玻璃纤维布衬底，取出待用，其中，SiC靶材与玻璃纤维布衬底的距离设定为5厘米，抽真空后腔体压强为1×10^-6Pa，加热玻璃纤维布衬底时腔体压强为1.0-1.5Pa；

步骤四，将步骤三所得SiC薄膜/玻璃纤维布衬底放置于加热台，设置加热台的温度为100℃，将一粒Ga金属放置于SiC薄膜上方，待镓金属融化，利用载玻片将液体Ga金属压印成片，即形成加热Ga/SiC/玻璃纤维布衬底，冷却后，放入磁控溅射沉积系统的样品托上；

步骤五，α-Ga₂O₃纳米柱阵列的制备：将腔体抽真空，通入氩气，调整真空腔内的压强，再通入氧气，加热Ga/SiC/玻璃纤维布衬底，开启Ga₂O₃靶射频电源，利用磁控溅射法在镓金属片表面的镓液滴上原位生长α-Ga₂O₃纳米柱阵列，其中，Ga₂O₃靶材与Ga/SiC/玻璃纤维布衬底的距离设定为5厘米，抽真空后腔体压强为1×10^-4Pa，通入氩气后，真空腔的压强为0.8-1.0Pa，通入氧气后，真空腔的压强调整为10³Pa；

步骤六，利用掩膜版并通过射频磁控溅射技术在α-Ga₂O₃纳米柱阵列和SiC薄膜上面沉积一层Ti/Au薄膜作为上下电极，其中，溅射工艺条件：抽真空后腔体压强为1×10^-4Pa，衬底温度为室温，工作气氛为Ar气，工作气压为0.8-1.0Pa，溅射功率为60-80W，Ti和Au薄膜的溅射时间分别为2和5min；所制备的氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器，由α-Ga₂O₃纳米柱阵列、非晶SiC薄膜、玻璃纤维布衬底以及Ti/Au薄膜电极组成，所述α-Ga₂O₃纳米柱阵列与非晶SiC薄膜之间形成异质结，形成内建电场，可分离光生载流子；所述α-Ga₂O₃纳米柱阵列位于非晶SiC薄膜上方，所述非晶SiC薄膜位于玻璃纤维布衬底上方；Ti/Au薄膜电极为两个，分别位于α-Ga₂O₃纳米柱阵列和非晶SiC薄膜上方，其中Au薄膜位于Ti薄膜的上方；所述非晶SiC薄膜厚度为0.5-1.0μm，α-Ga₂O₃纳米柱的直径为50-100nm，高度为300-500nm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Ti薄膜的厚度为30-50nm，Au薄膜的厚度为60-80nm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述α-Ga₂O₃纳米柱阵列的分布面积小于非晶SiC薄膜的面积，位于非晶SiC薄膜上方的Ti/Au薄膜电极与α-Ga₂O₃纳米柱阵列位于非晶SiC薄膜的同一侧。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的步骤三中沉积一层SiC薄膜时玻璃纤维布衬底的加热温度为500-600℃，溅射功率为100-150W，沉积时间为1-1.5小时。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的步骤五中加热Ga/SiC/玻璃纤维布衬底的加热温度为450-500℃，溅射功率为60-80W，沉积时间为1-1.5小时。