[发明专利]一种柔性碲镉汞量子点光探测薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性碲镉汞量子点光探测薄膜的制备方法。本发明的制备方法包括：首先，将CdTe量子点旋涂在涂覆有掺铟的二氧化锡层的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)上，并通过退火增加薄膜的结晶程度和薄膜在PET上的附着力，随后将旋涂层朝上放置在含汞前驱体溶液中，随后进一步退火得到柔性碲镉汞量子点光探测薄膜。本发明的工艺路线简单，薄膜致密度高，相比于外延法生长碲镉汞薄膜，本发明提供的方法实现条件较温和，操作简单，对于近红外光电探测器、光伏器件等领域上有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种柔性碲镉汞量子点光探测薄膜的制备方法，属于红外光探测技术领域。

背景技术

自1959年赝二元化合物Hg_1-xCd_xTe材料被合成出之后，由于其具有较高的光吸收系数和载流子迁移率、响应速度快、少子寿命和扩散长度长等优良的物理特性，并可以通过改变Hg和Cd的摩尔比实现碲镉汞探测器件在短波(1.1～3μm)、中波(3～6μm)、长波(8～12μm)和甚长波(12～25μm)等各个红外波段的响应，被广泛应用于制作各种波段高灵敏红外光探测器件，是目前最重要的红外光探测器材料之一。

制备碲镉汞薄膜的方法很多，基于外延法生长高质量碲镉汞外延薄膜最为成熟，所生长的薄膜组分和厚度均匀，晶体质量高，但外延生长对于衬底的要求较高，不利于碲镉汞红外探测器的广泛应用。同时目前第三代碲镉汞红外探测器的发展过程中，对于制备大面积均匀碲镉汞薄膜是未来发展趋势之一，但目前所制备的碲镉汞薄膜材料塑性较差，一定程度上限制了其在柔性器件上的应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是：外延生长法制备碲镉汞薄膜存在对衬底要求较高且所制备的碲镉汞薄膜材料塑性较差等问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种柔性碲镉汞量子点光探测薄膜的制备方法，所述的柔性碲镉汞量子点光探测薄膜中包括Hg_xCd_1-xTe量子点，其中，0≤x≤1；其制备方法包括以下步骤：

步骤1：以氧化镉或硬脂酸镉作为镉源，在氮气氛围保护下利用油酸溶解并分散在1-十八烯中，在100-150℃下搅拌溶解镉源得到澄清溶液，然后加热至300℃维持30min，随后降温至250℃，得到镉前驱体溶液；以碲粉作为碲源，利用三辛基膦溶解并分散在1-十八烯中，在80-160℃下溶解碲源得到澄清溶液随后冷却至室温，得到碲前驱体溶液；将所述的碲前驱体溶液注入到镉前驱体溶液中并维持生长时间为0.5-10min，得到不同发射光峰位的CdTe量子点；将所制备的CdTe量子点依次分散在甲醇、乙醇中进行离心后，分散于氯仿中，得到CdTe量子点溶液；

步骤2：以碘化汞或氯化汞作为汞源，将其分散在含有氢氧化钾及烷基硫醇的甲醇溶液中，利用烷基硫醇溶解汞源得到烷基硫醇汞白色沉淀，用甲醇及乙醚洗涤后离心，真空干燥后用氯仿溶解，得到汞前驱体溶液；

步骤3：氮气保护下，在清洗干净和紫外臭氧处理的PET上旋涂步骤3所得的CdTe量子点溶液，退火处理后将旋涂层朝上放置在步骤2中的含汞前驱体溶液中，随后进一步退火得到柔性碲镉汞量子点光探测薄膜；所述的PET为涂覆有掺铟的二氧化锡层的聚对苯二甲酸乙二酯。

优选地，所述步骤1中的镉源和碲源的摩尔比为1～5：1，所述镉源和油酸的摩尔比为1：2～4，所述镉前驱体溶液的浓度为0.01-1M。

优选地，所述步骤1中的碲源和三辛基膦的摩尔比为1：2～4，所述碲前驱体溶液的浓度为0.01-1M。

优选地，所述步骤1中的CdTe量子点溶液的浓度为0.01～1M。

优选地，所述步骤2中的汞源、氢氧化钾及烷基硫醇摩尔比为1：2～5：2～5，所述烷基硫醇为辛硫醇、十二烷基硫醇、十六烷基硫醇及十八烷基硫醇中的至少一种。

优选地，所述步骤2中的汞前驱体溶液的浓度为0.01～0.5M。