[实用新型]一种基于复合阳极修饰层的近红外光电探测器

说明书

技术领域

本实用新型涉及近红外光电探测技术领域，具体为一种基于复合阳极修饰层的近红外光电探测器。

背景技术

近红外光电探测器在光纤通信、网络互联、火灾报警及遥控等方面具有重要的用途。目前研究和应用的主要为基于Si、Ge、II-VI族和III-V族的无机半导体材料的近红外光探测器，如单晶HgCdTe、PbSnTe、Ge：Hg、Si：As探测器、薄膜PbS探测器、GaAs/GaAlAs量子阱探测器。这些器件通常采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）和分子束外延生长（MBE）等方法制备。因此虽然无机近红外光探测器有较好的性能，但他们存在大面积均匀性差，表面、界面不稳定等亟待解决的问题，而且生产成本昂贵，并伴随着很大的污染，部分器件还必须在低温下工作，同时大面积阵列与CMOS电路的集成尚未得到很好的解决，这成为其大规模应用的壁垒。因此开发新一代高性能、低成本、无污染的近红外光光探测器成为遥感、航空航天、国防现代化以及民用的迫切需求。

与无机近红外光电探测器相比，光子型有机近红外光电光探测器具有制备工艺简单、制造成本低、对环境污染小、易加工成大面积阵列、可集成在各种基板上、重量轻、响应速度快、可望在室温下工作等优点。但是，目前国内外在有机近红外光电探测器方面的研究刚刚起步，其响应度、探测率等性能有待进一步提高。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于复合阳极修饰层的近红外光电探测器，包括基底、导电阳极、第一阳极修饰层、第二阳极修饰层、第三阳极修饰层、光敏层、阴极修饰层、透明导电阴极 和光光耦合层组成，其特征在于，所述的第一阳极修饰层为金属纳米颗粒，所述的金属纳米颗粒第一阳极修饰层为Au或者Ag纳米颗粒，厚度0.5 nm-1 nm；所述的第二阳极修饰层为高功函数金属氧化物，所述的高功函数金属氧化物第二阳极修饰层为MoO3、WoO3或者V2O5中的一种，厚度5-10 nm；所述的第三阳极修饰层为金属碘化物，所述的金属碘化物第三阳极修饰层105为CuI2或者PbI2中的一种，厚度2-10 nm。

优选的，所述的基底为玻璃或者PET。

优选的，所述的导电阳极为ITO，厚度200 nm。

优选的，所述的光敏层为三层结构，包括一层PbPc层、一层PbPc与C70按质量比1：2混合的混合层和一层C70层，其中PbPc层、混合层和C70层的厚度依次为30 nm、40 nm和20 nm。

优选的，所述的阴极修饰层为BCP，厚度为10 nm。

优选的，所述的透明导电阴极 为Mg和Ag的合金，其中Mg与Ag合金的比例为1：9，透明导电阴极 的厚度为20 nm。

优选的，所述的光光耦合层为宽禁带透明有机化合物或者无化合机物，包括AlQ3、BCP、Bphen、ZnSe，厚度为50-200 nm。。

表面等离激元（surface plasmons）是存在于金属纳米粒子或不连续的金属纳米结构中的电荷密度振荡，是一种电磁表面波。当等离激元内部受到某种电磁扰动，其电荷分布就会发生振荡，当电磁波的频率和等离激元振荡频率相同时，就会产生共振，称为表面等离激元共振（surface plasmon resonance, SPR）。表面等离激元共振在宏观上表现为金属纳米粒子对光的强共振吸收或散射。米氏（Mei）理论指出，当入射光照射到金属纳米粒子上时，在共振频率附近入射光和金属纳米粒子的表面电荷相互作用激发了表面等离激元并形成了强的光的吸收和散射，同时在金属纳米粒子表面附近形成强的电磁场增强。

与现有技术相比，本实用新型能够显著提高近红外光电探测器的探测率和响应度，体现在：(1)所述的金属纳米颗粒第一阳极修饰层103能够显著提高金属纳米粒子表面附近形成强的电磁场，增强光敏层对近红外光的吸收。(2)所述的第二阳极修饰层能够提高阳极的功函数，促进空穴的收集，提高器件的效率。(3)所述的第三阳极修饰层能够诱导光敏层中PbPc的取向生长，增强PbPc在近红外区的吸收。(4)所述的第二、第三研究修饰层能够阻挡激子向金属纳米颗粒第一阳极修饰层扩散，避免激子的猝灭，抑制暗电流，提高探测器的探测率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图中：101、基底，102、导电阳极，103、第一阳极修饰层，104、第二阳极修饰层，105、第三阳极修饰层，106、光敏层，107、阴极修饰层，108、透明导电阴极 ，109、光耦合层。