[实用新型]一种多功能器件

说明书

本实用新型提供了一种多功能器件，包括衬底，薄膜电极，量子点胶体颗粒，金属电极。本实用新型在衬底上，通过将带状二维材料薄膜断开，在外加驱动电压作用下，用胶体量子点将断开的薄膜重新连接的方式获得多功能器件，最终形成二维材料薄膜/量子点/二维材料薄膜的特殊平面结构。本实用新型提供的多功能器件其功能类似传统的光电二极管，具有很好的整流特性和光电探测性能，本实用新型提供的多功能器件与传统半导体光电二极管的区别在于，其性能受温度影响小，并且具有非常高的光电响应。同时，本实用新型提供的多功能器件的制备方法工艺简单，对衬底没有选择，而且二维材料薄膜、量子点原材料广泛，制备容易，成本低廉，对环境友好，适合工业化生产。

技术领域

本实用新型涉及光电探测技术领域，尤其涉及一种多功能器件。

背景技术

基础电子器件如二极管、光电探测器等是人们生活中常见的必不可少的电子器件。基于传统半导体的电子器件已经无法满足人们日益增长的需求，低维材料和器件正成为当今科学界的尖端领域。其中，石墨烯，单层二硫化钼，寡层黑磷，富勒烯，碳纳米管，碳量子点(CQDs)等低维材料因其优异的物理性能和化学稳定性而获得了广泛的研究。许多复合结构通过物理堆叠方法实现，被广泛研究和制作成原型电子器件，如Grzybowski等(Naturenanotechnology,2016,11(7):603-608.)使用带有电荷的有机配体的官能化金属纳米粒子来制造化学电子学的电路，通过粘附两层不同的带电金属纳米颗粒，创建了一个没有半导体的二极管，开/关比为6。陈等(Nano Letters,2017,17(7):4122-4129.)通过钾离子参杂半边黑磷的上表面，使得该半边呈现P型参杂，另半边本征N型，实现了理想因子为1.007和开/关比为10⁴的p-n同质结二极管。

然而，现有技术中这些具有多功能的优秀结构的电子器件制备工艺繁琐，原料成分复杂，而且性能不理想。高开关比以及高光电响应信号的光电探测器具有广泛的需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种多功能器件，本实用新型提供的多功能器件具有较高的开关比和光电响应信号。

本实用新型提供了一种多功能器件，包括：

衬底；

设置在所述衬底表面的第一薄膜电极；

设置在所述衬底表面的第二薄膜电极；

所述第一薄膜电极和第二薄膜电极通过量子点胶体颗粒连接；

设置在所述第一薄膜电极表面的部分第一金属电极，所述第一金属电极的另一部分设置在所述衬底表面；

设置在所述第二薄膜电极表面的部分第二金属电极，所述第二金属电极的另一部分设置在所述衬底表面。

本实用新型对所述衬底的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的衬底即可，如硅衬底、二氧化硅衬底、玻璃衬底或塑料衬底；所述玻璃衬底优选为石英玻璃衬底；所述塑料衬底优选为柔性有机塑料衬底；所述塑料衬底优选为聚酰亚胺衬底、聚萘二甲酸乙二醇酯衬底或聚对苯二甲酸乙二酯衬底。

在本实用新型中，所述第一薄膜电极和第二薄膜电极均设置在所述衬底表面。本实用新型对所述第一薄膜电极和第二薄膜电极的形状和尺寸没有特殊的限制，本领域技术人员可根据实际需要选择合适形状和尺寸的第一薄膜电极和第二薄膜电极。在本实用新型中，所述第一薄膜电极和第二薄膜电极的形状优选为矩形，所述第一薄膜电极和第二薄膜电极间隔设置在所述衬底表面，所述第一薄膜电极和第二薄膜电极优选左右对称分布在所述衬底表面。在本实用新型中，所述第一薄膜电极和第二薄膜电极之间的最短距离优选为5～30微米，更优选为10～25微米，最优选为15～20微米。