[发明专利]一种基于硒化铅薄膜的自驱动紫外光探测器

说明书

本发明提供了一种基于c轴倾斜的硒化铅薄膜的自驱动紫外光探测器，所述光探测器包括斜切基片、横向热电元件和金属电极；所述横向热电元件是采用脉冲激光沉积技术在所述斜切基片上生长的c轴倾斜的硒化铅薄膜。本发明中采用脉冲激光沉积技术制备的硒化铅薄膜热电元件质量高，工艺简单、成本低廉，对紫外光具有灵敏度高和响应时间短的优点，适用于设计探测灵敏度高、稳定性好、性能优异的硒化铅薄膜自驱动紫外光探测器，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种紫外光探测器，具体地说是涉及一种硒化铅薄膜的自驱动紫外光探测器。

背景技术

采用脉冲激光沉积技术在斜切单晶基片上制备晶向倾斜的薄膜样品，并沿倾斜晶向的投影方向在薄膜表面两端沉积两个金属电极。当用激光或热源辐照该薄膜样品表面时，会立即在薄膜上下表面建立起一个温差。由于薄膜塞贝克系数的各向异性，会导致薄膜表面两电极间输出一个与温差垂直的开路电压信号，该现象即为光诱导横向热电效应。该电压信号可由激光或者热源的辐照功率、薄膜倾斜角度及薄膜上下温差来进行有效地调控。基于光诱导横向光热电效应而设计制作的光、热探测器无须外加驱动、无噪声、无污染且性能优异：如灵敏度高、响应时间短、探测波段宽、可用于极端温度（高温或低温）环境等。因此，在光、热探测领域具有广阔的应用前景。

目前此类探测器的探测元件成分复杂且成本颇高，不利于商业推广。硒化铅是一种在中温区具有广泛应用前景的热电材料，具有价格低廉且元素储量丰富的优势，本发明拟开发一种低成本、基于光诱导横向光热电效应的硒化铅薄膜自驱动紫外光探测器，对紫外光探测具有重要的意义和商用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种硒化铅薄膜的自驱动紫外光探测器，以提供一种基于薄膜横向热电效应设计的工艺简单、成本低廉、灵敏度高、响应快的自驱动紫光探测器。

本发明技术方案为：一种基于硒化铅薄膜的自驱动紫外光探测器，所述光探测器包括斜切基片、横向热电元件和金属电极；所述横向热电元件是采用脉冲激光沉积技术在所述斜切基片上倾斜生长的硒化铅薄膜。

所述硒化铅薄膜的厚度为30～350 nm。

所述硒化铅薄膜 c轴倾斜方向与硒化铅薄膜表面法线方向夹角α为：0°α15°，且该角度与所述斜切基片的斜切角度相同。

所述斜切基片为斜切 c轴取向的单晶基片，单晶基片的斜切角度θ为：0°θ15°，所述单晶基片为铝酸镧、钛酸锶、铝酸锶钽镧、氧化镁或蓝宝石基片。

所述金属电极与用于输出电压信号的引线相连，所述引线连接信号采集和处理装置。

上述的基于硒化铅薄膜的紫外光探测器的制备方法，包括如下步骤：

（a）将预先制备好的硒化铅靶材安放在脉冲激光沉积设备的沉积室中，备用；

（b）将清洗干净的 c轴斜切单晶基片放置于脉冲激光沉积设备的沉积室中，备用；

（c）用激光轰击硒化铅靶材，在 c轴斜切单晶基片上生长一层厚度为30～350 nm的硒化铅薄膜材料；所制备的硒化铅薄膜 c轴倾斜方向与硒化铅薄膜表面法线方向的夹角与所述 c轴斜切单晶基片的斜切角度相同；

（d）采用蒸镀法、磁控溅射法或人工压铟法在硒化铅薄膜表面制作金属电极，并与引线接通用于传输电压信号。