[发明专利]一种含有BCP插入层的8-羟基喹啉铝/金属异质结热电子光电探测器及其制作方法

说明书

本发明涉及光电探测器制作领域，一种含有BCP插入层的8‑羟基喹啉铝/金属异质结的热电子光电探测器，由阳极层、有机半导体层、插入层、银纳米颗粒层、阴极层组成，阳极层为铟锡氧化物ITO，银纳米颗粒层和阴极层构成金属复合电极层，有机半导体层与金属复合电极层构成肖特基结，同时在肖特基结的界面插入很薄的BCP作为界面插入层。本发明还涉及该含有BCP插入层的8‑羟基喹啉铝/金属异质结的热电子光电探测器的制备方法。本发明中设计的光电探测器，在正向偏压的条件下，暗电流保持在几十皮安级别，而亮电流呈现开启状态。

技术领域

本发明涉及光电探测器制作领域，具体是一种含有BCP插入层的8-羟基喹啉铝/金属异质结热电子光电探测器及其制作方法。

背景技术

图像传感器与通讯行业的发展对柔性、低成本、高响应速度的光电探测器的需求日益增长。与无机半导体相比，有机半导体具有柔性、种类丰富、带隙可调、价格低廉等诸多优点。然而传统有机半导体能带较宽，不利于器件在近红外/红外波段的光电探测。近年来，表面等离激元（SPPs）因实现对光与物质相互作用、光子吸收、热发射、波长及能量转换的操控而引起了极大的关注。其中，金属纳米结构局域表面等离激元共振衰减产生的热电子，可以在半导体与金属形成的肖特基势垒形成一个可测量的光电流。从而拓宽有机光电探测器的吸收光谱，满足人类在生产、生活中对新一代光电探测器的需求。但是金属/半导体接触时金属会向半导体层扩散，容易造成不良肖特基结的形成，影响器件的重复性。在金属/半导体接触界面插入薄的界面层可解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何在保证有机热电子器件低成本、宽带响应优势的前提下，提高器件的重复性。

本发明所采用的技术方案是：一种含有BCP插入层的8-羟基喹啉铝/金属异质结的热电子光电探测器，由阳极层、有机半导体层、插入层、银纳米颗粒层、阴极层组成，阳极层为铟锡氧化物ITO，银纳米颗粒层和阴极层构成金属复合电极层，有机半导体层与金属复合电极层构成肖特基结，同时在肖特基结的界面插入很薄的BCP作为界面插入层。

有机半导体层为厚度50纳米 ±0.5纳米的8-羟基喹啉铝，银纳米颗粒层为5±0.03纳米的银纳米颗粒，阴极层为10±0.05纳米的半透明Al层，插入层为2±0.01纳米的BCP。

一种制作含有BCP插入层的8-羟基喹啉铝/金属异质结热电子光电探测器的方法，按照如下的步骤进行：

步骤一、ITO玻璃预处理，用洗洁精与去污粉将ITO玻璃搓洗干净，分别用无水乙醇、丙酮、异丙醇各超声清洗15分钟，于异丙醇中待用。

步骤二、热蒸镀工艺，用紫外光照射处理洁净的氧化铟锡导电玻璃后作为阳极层，以 0.2 纳米/秒的速率蒸镀 50±0.5纳米厚的有机半导体Alq₃层，然后以 0.1 纳米/秒的速率蒸镀 2±0.01纳米的BCP插入层，接着以 0.02 纳米/秒的低速率蒸镀 5±0.03纳米的Ag纳米颗粒，最后以0.4 纳米/秒的速率蒸镀10±0.05纳米厚的Al阴极。

作为一种优选方式：步骤二中，在有机半导体层成膜后需沉积一层超薄的BCP插入层，用0.02纳米/秒的低速率以利于Ag形成纳米颗粒，并以0.4 纳米/秒的高速率保型蒸镀Al电极。

本发明的有益效果是：本发明利用金属Ag纳米颗粒的表面等离激元效应，通过在肖特基结界面引入超薄BCP界面层，在保证有机半导体器件低成本、宽谱响应优势的前提下，增强器件的可重复性。进而获得高性能、重复性优良的光电探测器，相对于未加入Ag纳米颗粒的器件，器件的性能大大提高。

本发明中设计的光电探测器，在正向偏压的条件下，暗电流保持在几十皮安级别，而亮电流呈现开启状态。

附图说明

图1：本发明的紫外-可见-红外吸收光谱；