[发明专利]一种光电探测器及其制备方法

说明书

本发明公开一种光电探测器及其制备方法，所述光电探测器包括基底、间隔设置在基底上的第一电极和第二电极以及设置在第一电极和第二电极之上的光电转换层，光电转换层的材料包括转角双层碘化铅纳米片，转角双层碘化铅纳米片两层之间的相对旋转角度为0~60°。本发明中转角双层碘化铅纳米片在碘化铅能带中引入一个自陷态能级，作为光电转换层可以对波长较长的低能量光产生光响应，有效拓展了光电探测的光响应范围。本发明仅利用一种材料实现了宽波段光探测，无需使用不同材料形成异质结结构，即可使得光电探测器能够对紫外到近红外波段的光产生较好的光响应，突破了传统光探测器中光电转换材料能带对光响应范围的限制。

技术领域

本发明涉及光电探测器领域，尤其涉及一种光电探测器及其制备方法。

背景技术

传统硅基、锗基、碲镉汞基等探测器存在器件体积大、集成度受限等无法克服的问题。同时覆盖可见光、红外、大赫兹和毫米波波段对高性能宽带光电探测提出了重大挑战。虽然，热探测器可以在一定程度实现宽波段探测，但是其响应速度缓慢。因此，探索实现高灵敏度宽带光电探测的新策略迫在眉睫。

二维材料具有原子级厚度，良好的光学性质、电学性质、热学性质以及机械特性，通过控制材料的厚度可以调控材料的特性，极大的增加了二维材料在各种光电器件中的应用，提高了器件性能。目前二维材料光探测的响应波段受到材料本身禁带宽度的限制，通常只对能带附近能量的光产生较好的响应。而目前的宽波段光探测主要是利用不同带隙的半导体材料构成异质结结构，利用不同组分实现不同波长的光的探测。但是这种方法一方面存在材料制备过程复杂的问题，另一方面存在光响应波段还是受限于各组分的能带结构的问题。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光电探测器及其制备方法，旨在解决现有宽波段光电探测器响应波段受限于材料本身的禁带宽度且通常是利用不同带隙半导体材料构成异质结结构来实现的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明的第一方面，提供一种光电探测器，其中，所述光电探测器包括基底、间隔设置在所述基底上的第一电极和第二电极以及设置在所述第一电极和第二电极之上的光电转换层，所述光电转换层的材料包括转角双层碘化铅纳米片，所述转角双层碘化铅纳米片两层之间的相对旋转角度为0~60°。

可选地，所述基底选自硅与氧化硅复合基底、聚二甲基硅氧烷基底、聚酰亚胺基底、蓝宝石基底、石英玻璃基底、云母基底中的一种。

可选地，所述第一电极和所述第二电极同时选自金电极或铂电极。

可选地，所述第一电极与所述第二电极之间的间距为1~50μm。

可选地，所述转角双层碘化铅纳米片的径向尺寸为10~200μm，和/或，所述转角双层碘化铅纳米片的厚度为10~500nm。

本发明的第二方面，提供一种本发明如上所述的光电探测器的制备方法，其中，包括步骤：

提供基底；

将第一电极和第二电极间隔设置在所述基底上；

将光电转换层设置在所述第一电极和第二电极上，得到所述光电探测器；

其中，所述光电转换层的材料包括转角双层碘化铅纳米片，所述转角双层碘化铅纳米片两层之间的相对旋转角度为0~60°；

或，

提供基底；

将第一电极和第二电极间隔设置在光电转换层上；

将所述间隔设置有第一电极和第二电极的光电转换层设置在所述基底上并使所述第一电极和第二电极与所述基底接触，得到所述光电探测器；