[发明专利]一种基于有机场效应管的光敏传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于有机场效应晶体管的光敏传感器及其制备方法，该制备方法，包括：对衬底进行清洗和干燥处理；采用金属纳米线，在清洗和干燥处理后的所述衬底的表面制备栅电极；将有机介电材料按比例进行超声配比，然后用配比后的溶液，在所述栅电极上面制备介电层；将有机半导体材料与叶绿素按比例进行超声混合，然后用混合后的溶液，在介电层上制备半导体层；采用金属纳米线，在所述半导体层上制备源电极和漏电极；采用虫胶，在所述源电极和漏电极上面制备封装层。本发明通过采用有机半导体材料与叶绿素的混合材料制备光敏传感器的半导体层，使得制备的光敏传感器相比传统的光敏传感器，具有高响应度和高稳定性的特点。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，特别涉及一种基于有机场效应管的光敏传感器及其制备方法。

背景技术

传感器的应用领域十分宽广，可以说从太空到海洋，从各种复杂的工程系统到人们日常生活的衣食住行，都离不开各种各样的传感器，传感技术对国民经济的发展日益起着巨大的作用。而有机场效应晶体管光敏传感器相比于传统光敏电阻式器件，由于具有响应度高、室温工作、易于集成以及独立的多参数来提高选择性等优点，加上有机材料本身所具备的由于质轻、价廉、具有柔性、制备方法简单、种类多、性能可通过分子设计进行调整等优势，在光敏传感器领域一直倍受人们关注。然而，随着材料和制作工艺成本的增长，加上人们对环保电子材料的渴望，促使人们研发低成本、制备方法简单、种类多、环境友好的有机电子材料。

以场效应管为基础构成的光敏传感器成为传感器领域的一个研究热点，将其应用于紫外光强和红外光强检测已有广泛报道。而生物材料本身所具备的来源广泛、环境友好、具有柔性、制备方法简单、种类多、性能可通过分子设计进行调整等优势，在光敏传感器领域一直倍受人们关注。

叶绿素为镁卟啉化合物，属于含脂的色素家族，是植物进行光合作用的主要色素，位于类囊体膜。当叶绿素分子位于叶绿体膜上时，由于叶绿素与膜蛋白的相互作用，会使光吸收的特性进而改变。叶绿素能吸收大部分的红光和紫光，包括叶绿素a、b、c、d、f以及原叶绿素和细菌叶绿素等。叶绿素的可见光波段的吸收光谱，在蓝光和红光处各有一处显著的吸收峰，其吸收峰的位置和消光值的大小随叶绿素种类不同而有所不同。叶绿素a最大的吸收光的波长在420-663nm，叶绿素b的最大吸收波长范围在460-645nm。同时，将叶绿素材料与有机半导体材料按一定比例掺杂使用作为半导体层后，将引起半导体材料迁移率和结构的变化，从而其电学与物理性质发生较大变化，更容易感应外界的光信号，实现器件对光信号的高灵敏高稳定性探测。

发明内容

本发明的目的在于：针对传统的场效应管光敏传感器稳定性差，响应度低的问题，提供一种基于有机场效应管的光敏传感器及其制备方法，采用生物材料制备光敏传感器，不仅工艺简单，生产成本低，且该光敏传感器具有高响应度、高稳定性和高寿命。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于有机场效应晶体管的光敏传感器的制备方法，包括以下步骤：

S1、对衬底进行清洗和干燥处理；

S2、采用金属纳米线，在清洗和干燥处理后的所述衬底的表面制备栅电极；

S3、将有机介电材料按比例进行超声配比，然后用配比后的溶液，在所述栅电极上面制备介电层；

S4、将有机半导体材料与叶绿素按比例进行超声混合，然后用混合后的溶液，在所述介电层上制备半导体层；

S5、采用金属纳米线，在所述半导体层上制备源电极和漏电极；

S6、在所述源电极和漏电极上面制备封装层。

进一步地，步骤S3中的所述介电层和步骤S4中的所述有机半导体层，均通过旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂中的一种方法制备。