[发明专利]一种基于FTO/TiO2

说明书

一种基于FTO/TiO₂/MoO₃异质结的紫外探测器及其制备方法，属于无机半导体光电探测器技术领域。从下到上依次由SiO₂/FTO衬底、TiO₂纳米线、MoO₃纳米层、Ag电极组成；待测的紫外光从SiO₂/FTO一侧入射；其中SiO₂/FTO衬底的厚度为2～3mm，TiO₂纳米线的厚度为2～3μm，MoO₃纳米层的厚度为2～5nm，Ag电极的厚度为1～3mm。本发明制备的低暗电流、高光暗抑制比、高响应度的紫外探测器具有操作简单，成本较低，且基底材料均为无机半导体材料、无毒环保的特点，具有一定的发展前景和应用价值，对波长330nm～400nm的紫外线具有良好的检测性能。

技术领域

本发明属于无机半导体光电探测器技术领域，具体涉及一种以SiO₂/FTO(二氧化硅/掺氟二氧化锡)为衬底、以TiO₂/MoO₃(二氧化钛/三氧化钼)为基底材料、以Ag(银)为电极的低暗电流、高光暗抑制比、高响应度的紫外探测器及其制备方法。

背景技术

氧化物半导体基探测器由于其体积小、成本低、功耗小、稳定性高等优势，在环境紫外监测、现代通信、航空航天等领域具有十分重要的应用价值，并成为近年来光电探测领域里至关重要的一部分。

TiO₂作为一种宽禁带氧化物半导体材料，对紫外光具有良好的吸收性能，并且具有良好的光电性能，这种性能由于TiO₂良好的化学稳定性而赋予了TiO₂基探测器在紫外光电器件方面的独特优势。然而，单一的TiO₂基紫外探测器的吸收度还有待提高，其探测响应度和光暗电流都有待提升。

MoO₃作为一种N型宽禁带半导体，具有较高的电子迁移率，对可见光的透过性较高等特点，因此越来越多的被应用于光电检测、生物活血、光催化、有机太阳能电池等方面。MoO₃在作为紫外探测器的基体材料方面，具有较大的潜力和提升空间。

在基于FTO/TiO₂/MoO₃异质结的紫外光探测器中，一方面，FTO和TiO₂纳米线之间形成的异质结具有内建电场，促进光生载流子的分离和收集，并且宽禁带半导体MoO₃的层状结构补充了TiO₂纳米线的间隙对紫外光利用率不足的优势，提高了器件的光电流，从而提高了器件的响应度；另一方面，在暗态下，由于 MoO₃的能级位置低于TiO₂，且其导带低于Ag电极，导致MoO₃对电子具有陷阱作用，从而降低了器件暗电流，这与光电流的提高共同优化了器件的光暗抑制比。

发明内容

本发明目的是提供一种基于FTO/TiO₂/MoO₃异质结的紫外光探测器及其制备方法。

本发明采用SiO₂/FTO作为衬底，以TiO₂纳米线/MoO₃纳米层作基底材料制备紫外光探测器，在优化器件的光电性能方面，不仅利用了TiO₂/FTO异质结加快光生载流子分离和收集的特点，发挥了一维TiO₂纳米线的传输优势，还采用 MoO₃纳米层来补充TiO₂纳米线间存在间隙导致对紫外光的利用率不足的劣势。在改善器件的暗电流上，MoO₃纳米层对电子的陷阱作用使器件的暗电流得到有效的抑制。同时本发明采用的水热法操作简单，成本较低，且基底材料均为无机半导体材料，无毒环保，因此具有一定的发展前景和应用价值。