[发明专利]一种基于稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶体的深紫外光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶体的深紫外光电探测器，其特征在于：所述探测器从下至上依次包括衬底层、金属层、钙钛矿纳米颗粒层与电极层，所述钙钛矿纳米颗粒层以ABX₃钙钛矿纳米晶体为基质材料，其中掺杂稀土离子组成，所述ABX₃钙钛矿纳米晶体其中A为FA、MA、K、Rb和Cs阳离子中的任一种，B为Sn、Pb和Bi金属阳离子中的任一种，X为Cl、Br和I卤族元素中的任一种，所述稀土离子为Ce³⁺、Pr³⁺、Nd³⁺、Eu³⁺、Dy³⁺、Sm³⁺和Tb³⁺中的任一种。

2.根据权利要求1所述的基于稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶体的深紫外光电探测器，其特征在于：所述电极层为Au和Ag中的任一种。

3.根据权利要求1所述的基于稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶体的深紫外光电探测器，其特征在于：所述金属层为Au棒、Ag球和Al膜中的任一种。

4.根据权利要求1所述的基于稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶体的深紫外光电探测器，其特征在于：所述衬底层为导电玻璃、Si基探测器芯片和InGaAs基探测器芯片中的任一种。

5.根据权利要求1所述的基于稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶体的深紫外光电探测器，其特征在于：所述稀土离子的掺杂浓度为1mol%—3mol%。

6.根据权利要求1所述的基于稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶体的深紫外光电探测器的制备方法，其特征在于：首先通过热注入法和迅速降温法合成稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶体，包括以下步骤：

（1）取碳酸铯粉末、十八烯和油酸放入三颈瓶，在氮气保护下，用磁力加热搅拌器在120℃下搅拌碳酸铯粉末至溶解，得到油酸铯前驱体溶液；

（2）取氯化铅粉末、氯化稀土粉末、油酸、油胺和十八烯放入三颈瓶中，通氮气加热至120℃后搅拌至溶解，随后将温度升高至预设值，取步骤（1）得到的油酸铯前驱体迅速注入，反应后将三颈瓶放入冰水混合物中迅速冷却至室温；

（3）随后将步骤（2）产物进行离心提纯，取沉淀，加入环乙烷，再离心提纯，取沉淀并再次溶于环己烷，得到稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶体；

然后合成光电探测器包括以下步骤：

（4）在衬底上用热蒸发法沉积金属层；

（5）将步骤（3）得到的钙钛矿纳米晶体和环己烷混合，得到钙钛矿溶液；

（6）将钙钛矿溶液在金属层上旋涂，旋涂过程要重复多次，直到形成高迁移率和低陷阱密度的钙钛矿层；

（7）在9×10^-4 Pa真空室中通过热蒸发制备电极层。

7.根据权利要求6所述的基于稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶体的深紫外光电探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的离心提纯速率为9500 rpm，时间为15分钟。

8.根据权利要求6所述的基于稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶体的深紫外光电探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中的金属层为100nm。

9.根据权利要求6所述的基于稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶体的深紫外光电探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤（6）中的旋涂速度为2500 rpm，旋涂时间15秒。

10.根据权利要求6所述的基于稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶体的深紫外光电探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤（7）中的电极层为100nm。