[发明专利]光电探测元件以及光电探测器

说明书

本发明涉及一种光电探测元件，其包括：一碳纳米管结构、一第一电极及一第二电极，所述碳纳米管结构分别与所述第一电极、第二电极电连接，其中，所述碳纳米管结构包括至少一根碳纳米管，该碳纳米管包括一半导体性碳纳米管片段以及分别与该半导体性碳纳米管片段的两端连接的两个金属性碳纳米管片段，且该两个金属性碳纳米管片段分别与所述第一电极、第二电极电连接。

技术领域

本发明涉及碳纳米管的技术领域，特别涉及一种采用碳纳米管制备的光电探测元件。

背景技术

碳纳米管由于具有高的杨氏模量和抗拉强度、高的热导率等优良的特性而受到广泛的关注。

传统的化学气相沉积方法制备出的单壁碳纳米管中，金属性碳纳米管和半导体性碳纳米管所占比例约为1：2。为了能够得到纯度更高的半导体性碳纳米管，在过去的二十年中，经过不断研究碳纳米管的热力学和动力学理论，人们已经能够通过CVD法生长出纯度达到97％的半导体性碳纳米管。

然而，想要直接生长出纯度更高的半导体性碳纳米管仍无法实现。同时，现有技术中碳纳米管在生长时无法任意改变碳纳米管的手性，即碳纳米管无法在生长过程中根据需要形成半导体性碳纳米管片段和金属性碳纳米管片段交替的碳纳米管。同时，要想将上述半导体性碳纳米管片段和金属性碳纳米管片段交替的碳纳米管应用于碳纳米管结构及碳纳米管结构的应用中也无法实现，如薄膜晶体管、光电探测器、光电转换模组等。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种结构简单的光电探测元件。

一种光电探测元件，其包括：一碳纳米管结构、一第一电极及一第二电极，所述碳纳米管结构分别与所述第一电极、第二电极电连接，其中，所述碳纳米管结构包括至少一根碳纳米管，该碳纳米管包括一半导体性碳纳米管片段以及分别与该半导体性碳纳米管片段的两端连接的两个金属性碳纳米管片段，且该两个金属性碳纳米管片段分别与所述第一电极、第二电极电连接。

一种光电探测器，其包括：一光电探测元件和一电流检测装置，其中，所述光电探测元件为上述所述的光电探测元件。

相较于现有技术，本发明提供的光电探测元件，由于探测点是由含有异质结的碳纳米管结构形成，且形成该异质结的半导体性碳纳米管片段和金属性碳纳米管片段为一整体结构，在碳纳米管中形成电流时，电流导通速度更快。因此，由该光电探测元件形成的光电探测器的结构简单，灵敏度高。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的碳纳米管的制备方法的流程图。

图2为本发明第一实施例提供的电场控制碳纳米管手性的示意图。

图3为本发明第一实施例提供的碳纳米管在施加反转电场前后的扫描电镜图。

图4为本发明提供的脉冲电场电压随时间变化的示意图。

图5为本发明提供的脉冲宽度为500ms时碳纳米管手性随电场变化的示意图。

图6为本发明提供的脉冲宽度大于500ms时碳纳米管手性随电场变化的示意图。

图7为本发明提供的脉冲宽度为100ms时碳纳米管结构的扫描电镜图。

图8为本发明提供的脉冲宽度为10s时碳纳米管结构的扫描电镜图。

图9为本发明第二实施例提供的碳纳米管结构的结构示意图。

图10为本发明第三实施例提供的薄膜晶体管的结构示意图。

图11为本发明第三实施例提供薄膜晶体管的测试结果图。

图12为本发明第四实施例提供的薄膜晶体管的结构示意图。

图13为本发明第五实施例提供的光电探测器的结构示意图。