[发明专利]一种条型超表面结构偏振相关窄带探测器及其制备与应用

说明书

本发明公开了一种基于胶体量子点的条型超表面结构偏振相关窄带探测器及其制备方法，包括如下步骤：向玻璃板上生长一层硅；旋涂光刻胶；转移条形阵列结构进行显影处理；去胶处理；旋涂量子点；通过电子束蒸发设备蒸镀一层金。本发明利用条形阵列结构对短波红外特定波长的谐振作用，实现对特定波长光的全吸收，通过调节条形阵列结构的几何结构参数来控制光学吸收，实现了特定波长可调，实现可见光到红外光的吸收，且具有偏振相关性，进而胶体量子点材料制成探测器。该制备方法简易，响应迅速，可操作性强，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于偏振相关窄带探测器领域，具体涉及一种条型超表面结构偏振相关窄带探测器。

背景技术

目前红外探测技术的发展方向主要体现在高分辨探测、多光谱探测、红外偏振探测等方面。而为了实现多探测技术的集成，完成环境中红外线高效的探测、利用和处理，需要合适的红外吸收体材料，该材料需要有优良的吸收性能与强的可操作性，超表面正是满足此需求的具有潜力的方案。

超表面是人工制造的具有亚波长量级尺寸的周期单元结构，其周期长度一般小于入射波长，它与电磁波互相作用时将在金属表面发生等离子体谐振效应，吸收峰通常出现在谐振频率附近，一般可以通过调整超表面的几何结构参数与材料性质对吸收峰进行调控，其高度的人工可操作性与广泛的应用前景受到各国研究人员的关注。因此，可以通过使用此种超表面结构实现像元层面上多功能、高性能的红外探测器。近年许多研究人员提出了不同结构的红外超表面吸收体进，但在短波红外区域的窄带吸波体进而制成探测器的研究不是很多，或者是这些结构具有吸收效率不高，吸收带较宽，制备工艺困难等缺点。

发明内容

本发明针对现有技术的不足之处提供了一种基于胶体量子点的条型超表面结构偏振相关窄带探测器，目的在于在对可见光到近红外光特定波长窄带高效的吸收作用，并具有偏振相关特性，且简化红外探测器的制备流程。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于胶体量子点的条型超表面结构偏振相关窄带探测器，包括金背板、正负金电极、胶体量子点、周期性条形结构、硅以及二氧化硅；正负金电极位于金背板两侧且两者均位于胶体量子点下表面，胶体量子点涂布于周期性条形结构表层，且涂布于硅下表面各个周期性条形结构之间间隔的部分，周期性条形结构并排位于硅下表面，二氧化硅位于硅上表面。

优选地，所述周期性条形结构的材料为硅。

优选地，所述的胶体量子点厚度为100-200nm。

优选地，所述硅厚度为100-200nm。

优选地，所述周期性条形结构厚度为50-100nm。

优选地，所述每个单元结构的周期宽度为1100-2500nm。

优选地，所述占空比为0.3-0.8。

按照本发明的另一个方面，提供了一种基于胶体量子点的条型超表面结构偏振相关窄带探测器的制备方法，包括如下步骤：

(1)选取二氧化硅衬底，使用化学气相沉积设备在上方生长一层硅；

(2)在步骤(1)所得的样品表面旋涂光刻胶；

(3)将设计好的条型结构版图通过电子束曝光设备对步骤(2)所得的样片光刻胶面曝光，形成带有图案的光刻胶层；

(4)对步骤(3)所得的曝光后的样片进行显影处理，得到具有周期性条形结构的光刻胶层；

(5)对暴露出来的、未被光刻胶覆盖的硅进行刻蚀，以形成周期性条形结构；

(6)利用显影液对步骤(5)中刻蚀好的样品进行去胶处理，得到具有周期性条形结构的硅阵列；

(7)对步骤(6)中所得的样品表面旋涂胶体量子点；