[发明专利]一种胶体量子点薄膜的制备方法及光电探测器

说明书

本申请提供一种胶体量子点薄膜的制备方法及光电探测器，包括：根据胶体量子点的尺寸大小确定碘离子和溴离子的混合比例；按照所述混合比例配置碘离子和溴离子的混合粉末，根据混合粉末配置卤素配体溶液；将卤素配体溶液和初始量子点溶液混合进行液相配体交换，得到配体交换溶液；对所述配体交换溶液进行处理，得到目标量子点溶液；将目标量子点溶液旋涂到目标物上，形成胶体量子点薄膜。在本申请中，可以根据胶体量子点的尺寸大小确定碘离子和溴离子的混合比例，通过更高浓度的溴离子对晶面进行钝化，降低暗电流，降低散粒噪声，提高整个探测器件的探测性能。

技术领域

本申请涉及半导体领域，具体为一种胶体量子点薄膜的制备方法及光电探测器。

背景技术

量子点是一种三维受限的纳米材料，通过调整量子点的尺寸可以实现不同带隙的量子点，从而实现改变量子点的第一激子吸收峰，探测不同波段光谱的目的。

硫化铅胶体量子点是一种新型的短波红外材料，其表面结构与尺寸相关。当硫化铅量子点尺寸较小(带隙大于1.24eV)的时候，硫化铅量子点表面以裸露的晶面(111)为主，随着硫化铅量子点尺寸逐渐增大，量子点表面逐渐出现晶面(100)，不同于晶面(111)全是铅原子，晶面(100)是铅原子与硫原子交替排列的结构。

硫化铅量子点表面的缺陷钝化是目前研究的热点，缺陷过多的量子点薄膜会降低少数载流子寿命，导致制备的探测器件有过大的暗电流，增大散粒噪声、降低整个探测器件的探测性能。因此钝化硫化铅量子点表面缺陷对于提升探测性能至关重要。

目前钝化硫化铅胶体量子点的方法是采用高浓度碘离子搭配低浓度溴离子的混合卤素配体钝化方案。随着量子点尺寸的增大，晶面(100)在体表面积中所占的比例逐渐增加，但是在溶液中高浓度的碘离子难以充分吸附在晶面(100)，导致晶面(100)缺陷钝化较差，最后制备的薄膜中存在大量的缺陷，产生较大的暗电流，影响了器件的探测性能。

鉴于此，克服该现有技术产品所存在的不足是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种胶体量子点薄膜的制备方法及光电探测器，可以根据胶体量子点的尺寸大小确定碘离子和溴离子的混合比例，通过更高浓度的溴离子对大尺寸量子点的(100)晶面进行钝化，减小缺陷态密度，提高了载流子寿命，从而降低暗电流，降低散粒噪声。

为解决前述的问题，本实施例提供了一种胶体量子点薄膜的制备方法包括：

根据胶体量子点的尺寸大小确定碘离子和溴离子的混合比例；

按照所述混合比例配置碘离子和溴离子的混合粉末，根据混合粉末配置卤素配体溶液；

将卤素配体溶液和初始量子点溶液混合进行液相配体交换，得到配体交换溶液；

对所述配体交换溶液进行处理，得到目标量子点溶液；

将目标量子点溶液旋涂到目标物上，形成胶体量子点薄膜。

进一步地，碘离子浓度为0.266mmol/ml，溴离子的浓度为0.116mmol/ml。

进一步地，所述按照所述混合比例配置碘离子和溴离子的混合粉末，根据混合粉末配置卤素配体溶液包括：

将碘离子和溴离子的混合粉末溶解在预设的溶剂中，得到卤素配体溶液。

进一步地，所述预设的溶剂为氮-氮二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、丁醇以及丙酮中的至少一种。

进一步地，所述初始量子点溶液为硫化铅量子点溶液。

进一步地，通过硫化铅量子点配置硫化铅量子点溶液，硫化铅量子点包括若干PbS颗粒，PbS量子点的平均粒径优选为4nm～15nm。

进一步地，PbS量子点的带隙为