[发明专利]非倒装键合体式捕获型胶体量子点短波红外焦平面阵列器及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种非倒装键合体式捕获型胶体量子点短波红外焦平面阵列器，其特征在于，所述短波红外焦平面阵列器包括焦平面阵列读出电路、连接所述焦平面阵列读出电路的金属电极及依次附着在所述焦平面阵列读出电路表面的红外胶体量子点本征层、红外胶体量子点捕获层；

其中，所述红外胶体量子点本征层为硫系汞量子点薄膜，所述红外胶体量子点捕获层为n型或p型硫系汞量子点薄膜，所述n型硫系汞量子点薄膜为汞盐掺杂的硫系汞量子点薄膜，所述p型硫系汞量子点薄膜为硫化物掺杂的硫系汞量子点薄膜。

2.根据权利要求1所述非倒装键合体式捕获型胶体量子点短波红外焦平面阵列器，其特征在于，所述金属电极包括沉积在焦平面阵列表面的地电极和像素电极，所述地电极、像素电极材质为镍、铬、钛、氧化铟锡、金、铂、银、铝、锌及其氧化物中的任意一种或两种以上；所述焦平面阵列读出电路包括焦平面阵列、基准参考电极与公共端。

3.根据权利要求1所述非倒装键合体式捕获型胶体量子点短波红外焦平面阵列器，其特征在于，所述短波红外焦平面阵列器自下而上包括焦平面阵列读出电路、金属电极、红外胶体量子点本征层、红外胶体量子点捕获层和封装层。

4.根据权利要求1或2或3所述非倒装键合体式捕获型胶体量子点短波红外焦平面阵列器，其特征在于，将量子点墨水采用涂覆法修饰在所述焦平面阵列读出电路表面，且在涂覆过程中，采用体积比为(0.8～1.2):(0.8～1.2):(15～25)的1,2-二硫醇、盐酸、异丙醇对各薄膜进行表面清洗，直至涂覆成膜完成。

5.根据权利要求4所述非倒装键合体式捕获型胶体量子点短波红外焦平面阵列器，其特征在于，制备各量子点薄膜的量子点墨水包括如下步骤：

1)长链强配体包覆的硫系汞红外胶体量子点溶液的合成：长链强配体、汞盐、硫系物前驱体采用热注射法合成长链强配体包覆的硫系汞红外胶体量子点溶液；

2)常温液相混相配体交换：取步骤1)的溶液经清洗、离心干燥处理后分散至正己烷中，加入2-巯基乙醇、相转移催化剂后混匀，继续加入N,N-二甲基甲酰胺使硫系汞红外胶体量子点转移至N,N-二甲基甲酰胺中后丢弃掉正己烷；

3)表面偶极子调控：向步骤2)的N,N-二甲基甲酰胺溶液中分别加入不同使用量的汞盐用于制备本征型硫系汞红外胶体量子点溶液和/或n型硫系汞红外胶体量子点溶液，还包括向步骤2)的N,N-二甲基甲酰胺溶液中加入硫化物制备p型硫系汞红外胶体量子点溶液，各溶液经清洗、离心干燥处理后制得各量子点固体沉淀并分散至N,N-二甲基甲酰胺中即为硫系汞量子点墨水、汞盐掺杂的硫系汞量子点墨水及硫化物掺杂的硫系汞量子点墨水。

6.根据权利要求5所述非倒装键合体式捕获型胶体量子点短波红外焦平面阵列器，其特征在于，步骤3)中，制备本征型硫系汞红外胶体量子点的汞盐物质的量为步骤1)中汞盐物质的量的20％；制备n型硫系汞红外胶体量子点的汞盐物质的量为步骤1)中汞盐物质的量的40％；制备p型硫系汞红外胶体量子点的硫化物物质的量为步骤1)中汞盐物质的量的10％；

所述汞盐为氯化汞、溴化汞、氟化汞、醋酸汞、高氯酸汞中任意一种，所述硫化物为硫化铵。

7.根据权利要求5或6所述非倒装键合体式捕获型胶体量子点短波红外焦平面阵列器，其特征在于，步骤2)中，所述2-巯基乙醇的体积为经步骤2)离心干燥后量子点固体沉淀质量的0.4～0.53％，所述相转移催化剂的质量为经步骤2)离心干燥后量子点固体沉淀质量的66.7～133.3％；所述相转移催化剂为四丁基溴化铵、双十八烷基溴化铵、四丁基氯化铵、四甲基氯化铵、四乙基氯化铵中任意一种。