[发明专利]量子点光电探测器及其制备方法

说明书

本发明属于光电探测器技术领域，尤其涉及一种量子点光电探测器，包括相对设置的N型半导体层和P型半导体层，以及设置在所述N型半导体层和所述P型半导体层之间的量子点层，所述P型半导体层包括复合金属氧化物，所述复合金属氧化物的分子式为A_n‑1B_nO_3n‑3，其中，A选自金属元素中的任意一种，B选自过渡金属元素中的任意一种，n≥3；所述N型半导体层包括钙钛矿材料。本发明光电探测器包括钙钛矿材料、量子点和复合金属氧化物的P/N结构量子点光电探测器，光响应范围广，可检测200～800nm波长的光信号，灵敏度高，且无需外加电场驱动即可实现对光信号的检测，应用方便灵活。

技术领域

本发明属于光电探测器技术领域，尤其涉及一种量子点光电探测器及其制备方法。

背景技术

将光信号转换为电信号仍然是亟待解决的尖端技术，在现实生活中的应用也非常广泛，如视频成像、光通信、生物医学成像、夜间拍照、运动检测等。光电探测器是这些常见应用中最基础的电子器件，光电探测器的作用是把光学信号转化成电学信号，相当于是一种能量信号的转换器，它最终输出的是电信号。一般光电系统除了可以将光信号转化成电信号外，还可以根据不同的需求对电信号进行针对性的处理，并使之存储后应用于各个领域，如：军用领域中的红外侦查、空中预警，在民用领域中的火灾报警、天气预报、森林防火等。然而大多数传统的光电器件是基于简单的半导体或半导体异质结构，这些半导体通常吸收光谱的范围很窄；并且，电子散射平均自由程又很短，导致光电探测器灵敏差，并应用范围及其有限。

量子点是指激子在三维空间方向上均被束缚住的半导体纳米材料，粒径一般在1-100nm。由于“量子限域”效应的存在，随着量子点尺寸进一步减小，连续的能带结构变成不连续的分立能级结构，受激后可以发出显著荧光。量子点的发射光谱可以通过改变量子点的尺寸大小来控制，具有很好的光稳定性、宽的激发谱和窄的发射谱等效应，在太阳能电池、发光器件、光学生物标记等领域具有广泛的应用前景。与普通纳米材料相比，量子点材料具有尺寸可控且均匀性好、活性高、物化特性可控、易于表面修饰、可室温成膜等特点，作为光电探测器的新型材料倍受关注。但是现有量子点光电探测器的吸收光谱范围仍较局限，且电子散射平均自由程短，导致光电探测器灵敏度差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种量子点光电探测器，旨在一定程度解决现有量子点光电探测器的吸收光谱范围仍较局限，且电子散射平均自由程短，导致光电探测器灵敏度差等技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种量子点光电探测器的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种量子点光电探测器，包括相对设置的N型半导体层和P型半导体层，以及设置在所述N型半导体层和所述P型半导体层之间的量子点层，所述P型半导体层包括复合金属氧化物，所述复合金属氧化物的分子式为A_n-1B_nO_3n-3，其中，A选自金属元素中的任意一种，B选自过渡金属元素中的任意一种，n≥3；所述N型半导体层包括钙钛矿材料。

相应地，一种量子点光电探测器的制备方法，包括以下步骤：

在衬底层上形成N型半导体层；

获取量子点层与P型半导体层的复合膜，将所述复合膜中的量子点层设置在所述N型半导体层远离所述衬底层的另一侧表面，封装得到量子点光电探测器；

其中，所述N型半导体层包括钙钛矿材料；所述P型半导体层包括分子式为A_n-1B_nO_3n-3的复合金属氧化物，A选自金属元素中的任意一种，B选自过渡金属元素中的任意一种，n≥3。