[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

说明书

本发明公开了一种氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器及其制备方法，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。该探测器为MSSM型Ti/Au/α‑Ga₂O₃/SiC/Ti/Au异质结纳米阵列柔性日盲紫外火焰探测器件。该异质结器件在‑5V偏压下，可探测200‑280nm的日盲紫外光，可弯曲和折叠，并且性能稳定，在可穿戴设备、智能纺织品和室外火焰探测等领域具有很大的应用前景。

技术领域

本发明属于光电探测器技术领域，具体涉及一种氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器及其制备方法。

技术背景

氧化镓是一种宽禁带深紫外半导体材料，具有日盲特性，可以检测200-280nm的紫外光，而对太阳光中的紫外线没有响应，将这类材料用于室外高压线电晕、紫外光通讯和火灾监测等领域具有极大的优势，而不受太阳光的干扰。由于氧化镓薄膜通常需要在高温下合成，其紫外光电探测器件都是在刚性衬底上生长，比如硅片、蓝宝石和石英衬底等，这些器件都无法弯曲，限制了器件的应用范围。而目前大部分的柔性衬底都是高分子类化合物，无法承受高温，因此，急需寻找一种耐高温的柔性衬底作为制作氧化镓柔性器件的基底。

到目前为止，很少有关于柔性日盲紫外光电探测器的报道，虽有中国专利CN201710012296.2报道基于柔性氧化镓纳米带的日盲紫外光电探测器，但是此类探测器是将事先合成的氧化镓纳米带转移到柔性基底上，具有电极制作难度大，稳定性差，与基底贴合不牢固等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灵敏度高、探测能力强、氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器，其特征在于，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。

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。

本发明的技术方案还包括，一种氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器的制备方法，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；