[发明专利]一种基于半导体材料的红外宽光谱光吸收器

权利要求书

1.一种基于半导体材料的红外宽光谱光吸收器，其特征是，采用如下方法制备获得：

(1)对衬底进行超声清洗，用氧等离子体处理超声清洗后的衬底；

(2)在衬底上制备或转移单层或多层的Al₂O₃空心球壳阵列，单层Al₂O₃空心球壳阵列厚度为5nm～1000nm，其中，球壳直径为50nm～100000nm；

(3)在Al₂O₃空心球壳阵列上沉积载流子浓度为10¹³cm^-3～10²¹cm^-3的半导体颗粒或半导体薄膜，当在Al₂O₃空心球壳阵列上沉积半导体颗粒时，半导体颗粒的直径为3nm～5000nm；当在Al₂O₃空心球壳阵列上沉积半导体薄膜时，半导体薄膜的厚度为3nm～5000nm；

(4)对沉积的半导体颗粒或半导体薄膜进行退火，获得红外宽光谱光吸收器；所获得红外宽光谱光吸收器在1.25μm～25μm波长范围内，平均透射率为0，平均镜面反射率不大于5％。

2.如权利要求1所述的基于半导体材料的红外宽光谱光吸收器，其特征是：

步骤(1)中，等离子体处理的功率为50W～500W，处理时间为5～20分钟。

3.如权利要求1所述的基于半导体材料的红外宽光谱光吸收器，其特征是：

步骤(2)中，在衬底上制备Al₂O₃空心球壳阵列，进一步包括：

(201)采用原子层沉积法在球阵列模板上沉积Al₂O₃薄膜；所述球阵列模板为附着于衬底上的单层或多层聚苯乙烯球或聚甲基丙烯酸甲酯球阵列；多层聚苯乙烯球或聚甲基丙烯酸甲酯球阵列中，每一层球阵列的周期和成分相同或不同；

(202)对沉积了Al₂O₃薄膜的球阵列模板进行退火，或将沉积了Al₂O₃薄膜的球阵列模板放入有机溶剂中浸泡，去除球阵列模板，获得Al₂O₃空心球壳阵列。

4.如权利要求3所述的基于半导体材料的红外宽光谱光吸收器，其特征是：

附着于衬底上的单层聚苯乙烯球或聚甲基丙烯酸甲酯球阵列的制备方法为：

在衬底上制备聚苯乙烯球或聚甲基丙烯酸甲酯球的单层有序球阵列，采用氧等离子处理球阵列，以获得所需的球直径尺寸。

5.如权利要求3所述的基于半导体材料的红外宽光谱光吸收器，其特征是：

附着于衬底上的多层聚苯乙烯球或聚甲基丙烯酸甲酯球阵列的制备方法为：

(a)在衬底上制备聚苯乙烯球或聚甲基丙烯酸甲酯球的单层有序球阵列；

(b)采用氧等离子处理球阵列，以获得所需的球直径尺寸；

(c)重复步骤(a)和(b)，获得多层球阵列；

步骤(a)的重复中，每次在衬底上制备单层有序球阵列的方法相同或不同。

6.如权利要求4或5所述的基于半导体材料的红外宽光谱光吸收器，其特征是：

采用气液界面自组装法、旋涂法、滴涂法或浸渍提拉法，在衬底上制备聚苯乙烯球或聚甲基丙烯酸甲酯球的单层有序球阵列。