[发明专利]光探测器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光探测器及其制造方法。

背景技术

光探测器是一种将光信号转化为电信号的装置，能够将发光物体进行探测和成像，广泛运用于军事侦探、森林防火、生物成像、卫星遥感和远程通信等领域。光探测器一般利用半导体材料的光电导效应制成的光电转换器件。所谓光电导效应，是指半导体材料在吸收光辐射后材料的电导发生改变的一种物理现象。半导体材料的禁带宽度决定了光探测器的光探测波长范围。光子的能量只有大于半导体的禁带宽度时，半导体才会吸收光子产生电子空穴对，从而改变半导体材料的电导，产生光响应。所以半导体探测器只对某一特定波段的光信号有探测能力。

石墨烯是一种零带隙二维材料，由于其优异的电学和光学性能，如高导电率、高电子迁移率、高导热率、高硬度等特点，使得石墨烯成为一种常见的宽光谱光探测器材料。但是，由于石墨烯低光吸收率及极短的光生载流子寿命，限制了它在光探测方面的应用。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种光探测器，包括：第一电极；第二电极；以及位于所述第一电极和第二电极之间的六硼化钐纳米线。

根据本公开的另一个方面，提供了一种制造光探测器的方法，包括以下步骤：在基底上布置六硼化钐纳米线；在所述六硼化钐纳米线的一端形成第一电极；以及在所述六硼化钐纳米线的另一端形成第二电极。

本公开提供了一种新型的光探测器及其制造方法。该种光探测器的优点将在下面接合实施例具体描述。

附图说明

图1示出了一种制备六硼化钐纳米线的示例性设备的示意图。

图2示出了根据本公开的一个实施例的光探测器的示意图。

图3示出了形成图2所示的光探测器的示意性方法的流程图。

图4示出了经过等离子体刻蚀和未经过等离子体刻蚀的光探测器的I-V曲线。

图5示出了根据本公开的一些实施例的光探测器的示意图。

图6示出了本公开的光探测器进行光探测实验的光电流的示意图。

图7示出了使用根据本公开的光探测器对可见光波段中不同波长的入射光进行探测的电流图。

图8示出了根据本公开的光探测器进行光探测实验的光电流的示意图。

图9示出了根据本公开的光探测器进行光探测实验的光电流的示意图。

图10示出了根据本公开的光探测器在不同功率的入射光照射的情况下产生的光电流的示意图。

图11示出了光电流与入射光功率的关系的曲线。

图12示出了根据本公开的另一种制备六硼化钐纳米线光探测器的方式的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。

图1示出了一种制备六硼化钐纳米线的示例性设备的示意图。如图1所示，该示例性设备为管式炉3。在一个示例性实施例中，通过化学气相沉积方式制备六硼化钐纳米线。具体制备过程如下：

(1)将用于沉积六硼化钐纳米线的硅片7放置在石英管2内；

(2)把氯化钐(SmCl₃)粉末6放置在陶瓷舟5中，然后把陶瓷舟5放置在石英管2内，并且位于硅片7的上游；

上面所述的上游和下游是相对于石英管2内的气流而言的。在图1所示的示例中，石英管2内的气流从质量流量计1向泵8流动。因此，当陶瓷舟5位于硅片7的上游时，陶瓷舟5比硅片7更加接近质量流量计1；

(3)通过泵8对石英管2抽真空，并用惰性气体(例如氩气)清洗一段时间(例如5-20分钟)；

(4)通过加热器4将管式炉3内的石英管2加热到预定温度(例如600-1500℃)，在一个示例性实施例中，该温度可以为例如1070℃。

(5)在对石英管2进行加热的同时，通过质量流量计1向石英管2内通入50SCCM的氩气(Ar)和50SCCM的氢气(H₂)；

(6)当石英管2的温度达到上述预定温度(例如1070℃)时，在保持氩气和氢气流量的同时，通过质量流量计1向石英管2内通入含硼气体(例如氯化硼BCl₃气体)。在一些实施例中，氯化硼的流量可以为例如2-20SCCM，其中在一个具体实施例中，可以为例如5SCCM。

(7)经过例如10-30分钟的预定反应时间后(在一些实施例中为20分钟)，停止通入氯化硼气体，停止加热，石英管2自然冷却至室温。