[发明专利]可伪装可形变的智能可见光至近红外探测器及其制备方法

说明书

一种可伪装可形变的智能可见光至近红外探测器，包括：聚合物基底，探测器单元阵列，以及用于连接探测器单元阵列中的探测器单元的石墨烯互联电极；所述探测器的制备方法包括：步骤A：生长外延片；步骤B：用步骤A所生长的外延片制备出台面型探测器单元；步骤C：在步骤B所制备的探测器表面旋涂柔性聚合物材料；步骤D：在步骤C完成后的探测器表面用石墨烯旋涂并图形化，制成石墨烯互联电极；步骤E：在步骤D完成后的探测器表面旋涂未固化的柔性聚合物材料；步骤F：预记忆探测器的聚合物基底的立体形状；以及步骤G：将步骤E完成的探测器粘连在步骤F所完成预记忆的探测器的聚合物基底上，完成所述探测器的制备。

技术领域

本公开涉及红外探测与成像领域，尤其涉及一种可伪装可形变的智能可见光至近红外探测器及其制备方法。

背景技术

任何物体都会随时向外部世界释放红外辐射，但是人眼对红外辐射没有响应，所以我们必须采用专门的仪器来感知和检测红外辐射，而红外探测器就是这个应运而生的仪器。红外探测器能够将人眼不能感知的红外辐射信号转变为其它可以测量的物理量。其在夜视成像，天文观测，工业控制，医疗，通讯等众多领域有着极其广泛的应用。

当前的可见光至红外光电探测器主要都是基于半导体光敏材料制备而成，材料和结构都属刚性，不可形变。随着对探测精度、成像范围等性能的要求不断提升，红外探测器在向更密集化、全方位、柔性化的方向发展。尤其是在生态保护、军事国防、航空航天等方面，对全方位探测性能的要求最会显著：对濒危野生动物的跟踪保护、在复杂的战场环境中的自我伪装和潜入侦查、宇宙空间全方位的实时观测等等。

虽然传统的红外探测器在借助光学系统可以对远程目标实时跟踪监控，但是一定程度上限制了监控范围，并且不能适应复杂的环境变化。为了实现在保证器件性能的同时，将探测器件功能部分微型化并按照一系列力学结构设计将其固定在柔性基体材料上，这些精妙的设计使得原本刚性的探测器件在无需改变材料本身(即保持其优良的电学性能)的条件下，实现宏观尺度下的柔性，并且在不同的环境刺激下能实时形变，实现良好的隐蔽性和最佳的监控效果。

公开内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种可伪装可形变的智能可见光至近红外探测器及其制备方法，以缓解现有红外探测器实时成像的局限性、工艺制备复杂、形变单一、环境适应能力差等技术问题。

(二)技术方案

本公开提供一种可伪装可形变的智能可见光至近红外探测器，包括：聚合物基底，形状记忆聚合物制成；探测器单元阵列，由多个探测器单元按阵列排布而成，设置于所述聚合物基底上；以及石墨烯互联电极，石墨烯互联导线制成，用于连接所述探测器单元阵列中的探测器单元。

在本公开实施例中，所述形状记忆聚合物包括：聚甲基丙烯酸甲酯或乙烯与醋酸乙烯酯共聚物。

在本公开实施例中，所述探测器单元阵列中的探测器单元为台面型，由外延片制备而成，探测器单元包含上、下台面且台面表面分别设置有上、下电极。

在本公开实施例中，所述外延片的结构由上到下包括：P接触层和帽层，制成材料包括：InP、InGaAsP或InGaAs；光吸收层，制成材料包括：InGaAs；N接触层，制成材料包括：N型掺杂InP、InGaAsP或InGaAs；牺牲层，制成材料包括：InGaAs或InGaAsP；以及衬底，制成材料包括：InP。

在本公开实施例中，所述的探测器单元的上、下电极包括：Au、Ti、Pt、Pd、Cr、Zn或AuGeNi合金的单层电极或它们组合的复合层电极。

在本公开实施例中，所述石墨烯互联电极的石墨烯互联导线的形状包括：波浪形线、S形线、分形或自相似图形。

在本公开实施例中，所述石墨烯互联电极的石墨烯互联导线为单层，横、纵两个方向走线，实现各个探测器单元的信号输出。