[发明专利]一种磷烯红外吸收层修饰的热释电探测器及其制备方法

说明书

一种磷烯红外吸收层修饰的热释电探测器及其制备方法，属于热释电探测器领域，为了解决现有的热释电探测器结构设计复杂、韧性不佳、与不同种探测器芯片材料不兼容问题。本发明的上电极层设置在磷烯红外吸收层与热释电探测层之间；下电极层设置在热释电探测层之间与隔热绝缘层之间；隔热绝缘层设置在基底层上；制备方法为取陶瓷圆片进行极化、打磨、清洗并烘干，形成的热释电陶瓷圆片制备上下电极层；将制备的磷烯溶液涂覆在上电极层上；按照所需尺寸切割；取基底层清洗、烘干后制备隔热绝缘层，并在隔热绝缘层上制备金属层；金属层与下电极层键合到一起；引出上电极、下电极。有益效果为提高了热释电探测器的探测精度与灵敏度。

技术领域

本发明属于热释电探测器领域。

背景技术

热释电探测器是一种广泛应用于红外探测的非制冷型探测器，其在工业检测、入侵防盗、温度测量、火灾探测等方面具有广阔市场，热释电探测器的探测原理为，热释电材料具有自发极化性质，材料表面温度变化时，热释电材料由稳定状态转化为电极化状态，由此释放出电信号；因此，热释电红外探测器探测原理为，热释电探测器在变化的红外光学环境中将所接收的红外光信号经由热信号转变为热释电材料的电信号，以此对红外光进行检测；热释电探测材料可分为单晶、薄膜、陶瓷三种，其中陶瓷热释电材料因其较高的热释电系数与较低的生产成本受到了广泛的研究与应用，陶瓷热释电材料中发展最为成熟的是PZT(锆钛酸铅)材料。

热释电探测器在对红外光的探测中并不是直接将光信号转换为电信号，在光电信号的转换之间需要热信号的传递转换，因此热释电探测器的性能除了受到热释电材料本身的影响外，也在一定程度上受到光热转换吸收层的影响；由于一般热释电探测芯片的上电极为光吸收性能较差的金属电极，红外吸收率与透过率极低，因此具有优异光热转换性能的红外吸收层对热释电探测器来说至关重要。现有的红外吸收层有抗反射结构膜、四分之一波长结构膜、超薄金属膜、多孔金黑膜等，因此，热释电探测器红外吸收层存在的结构设计复杂、韧性不佳、与不同种探测器芯片材料不兼容等问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的热释电探测器结构设计复杂、韧性不佳、与不同种探测器芯片材料不兼容问题，提出了一种磷烯红外吸收层修饰的热释电探测器及其制备方法。

本发明所述的一种磷烯红外吸收层修饰的热释电探测器包括磷烯红外吸收层、上电极层、热释电探测层、下电极层、隔热绝缘层和基底层；

所述上电极层设置在磷烯红外吸收层与热释电探测层之间；

所述下电极层设置在热释电探测层之间与隔热绝缘层之间；

所述隔热绝缘层设置在基底层上。

本发明所述的一种磷烯红外吸收层修饰的热释电探测器的制备方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、取陶瓷圆片进行极化处理后，经过打磨、清洗并烘干，形成热释电陶瓷圆片；

步骤二、将步骤一中形成的热释电陶瓷圆片两侧分别制备上电极层和下电极层；

步骤三、制备具有一定黏性的磷烯溶液；

步骤四、将步骤三中配制好的具有一定黏性的磷烯溶液涂覆在上电极层上，形成磷烯红外吸收层；

步骤五、将涂覆有磷烯溶液的热释电陶瓷圆片切割成所需尺寸；

步骤六、取基底层，清洗、烘干后，在基底层上制备隔热绝缘层，并在隔热绝缘层上制备用于键合的金属层；

步骤七、将步骤六中制备的金属层与步骤五中切割后的热释电陶瓷圆片的下电极层键合到一起；

步骤八、引出上电极、下电极，制备完成。