[发明专利]一种量子点探测器及其制备方法

说明书

本发明公开一种量子点探测器及制备方法，所述量子点探测器依次包括：导电衬底、空穴注入层、量子点活性层、电子传输层和顶电极；所述量子点活性层的材料为量子点材料，其包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向能级宽度变化的渐变合金组分结构或径向方向上能级宽度一致的均一组分结构。本发明通过使用量子点材料并利用量子点材料作为量子点活性层，既提高了量子点探测器的探测灵敏度、量子效率，还降低了量子点探测器的暗电流，同时简化了器件结构，节约制作成本。

技术领域

本发明涉及光电探测器领域，尤其涉及一种量子点探测器及其制备方法。

背景技术

光电探测器是利用半导体材料的光电导效应制成的一种光探测器件，所谓光电导效应，是指由辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象，光电探测器能把光信号转换为电信号。

作为新一代光电材料，量子点（Quantum dot）因具有独特的性质而得到广泛关注。量子点光电探测器（Quantum dot photodetectors）具有对垂直入射光敏感、光电导响应度高、比探测率高、探测波长连续可调及低温制备等优点。一般而言，光电二极管结构量子点探测器又可分为肖特基型（Schottky-type）、异质结型（heterojunction type）、p-n型（p-ntype）和p-i-n型（p-i-n type）结构。与光电导体结构相比，光电二极管结构的量子点光电探测器在响应速度方面的优势明显，具有更快的响应速度，而且这种量子点光电探测器在运行过程中，量子点光敏层吸收光子后产生的光生电子-空穴对能够在内建电场的作用下发生分离，这使得该结构探测器具有更低的驱动电压，能在低外加偏压甚至是零外加偏压下就能工作，且易于控制。

现有技术中核壳结构的量子点虽然部分提高了量子点性能，但无论从设计思路还是从优化方案上均还是基于提升量子点自身的效率方面考虑，其性能还有待提高，例如，现有的光电探测器其探测灵敏度和量子效率均较低，并且现有技术也未综合考虑光电探测器对于量子点材料的其他方面特殊要求。

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量子点探测器及其制备方法，旨在解决现有的探测器其探测灵敏度、量子效率均有待提高的问题。

本发明的技术方案如下：

一种量子点探测器，其中，依次包括：导电衬底、空穴注入层、量子点活性层、电子传输层和顶电极；所述量子点活性层的材料为量子点材料，其包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向能级宽度变化的渐变合金组分结构或径向方向上能级宽度一致的均一组分结构。

所述的量子点探测器，其中，所述空穴注入层与量子点活性层之间设置有一层空穴传输层。

所述的量子点探测器，其中，所述量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的。

所述的量子点探测器，其中，所述量子点材料包括至少三个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，其中，所述至少三个量子点结构单元中，位于中心和表面的量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的；位于中心和表面的量子点结构单元之间的一个量子点结构单元为均一组分结构。

所述的量子点探测器，其中，所述量子点材料包括两种类型的量子点结构单元，其中一种类型的量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，另一种类型的量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越窄的渐变合金组分结构，所述两种类型的量子点结构单元沿径向方向依次交替分布，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的。