[发明专利]基于高结晶性单壁碳纳米管的柔性、高性能红外光电探测器的制备方法

权利要求书

1.一种基于高结晶性单壁碳纳米管的柔性、高性能红外光电探测器的制备方法，其特征在于，以高结晶性单壁碳纳米管作为光电感应材料，将光信号转化为电信号；利用浮动催化剂化学气相沉积法制备并干法收集高结晶性单壁碳纳米管薄膜，然后转移到带有电极的镂空柔性基底上，完成单壁碳纳米管的柔性、悬空、高性能光电探测器基元的组装；其具体制备过程如下：

(1)在柔性薄膜加上覆掩模版后磁控溅射金属，制备金属电极；

(2)将镀有金属电极的柔性薄膜侧面打孔，形成悬空结构；

(3)将制备的单壁碳纳米管薄膜转移到悬空结构上；

(4)在单壁碳纳米管薄膜上滴加乙醇，增加单壁碳纳米管薄膜与金属电极的接触；构建柔性光电探测器。

2.按照权利要求1所述的基于高结晶性单壁碳纳米管的柔性、高性能红外光电探测器的制备方法，其特征在于，利用单壁碳纳米管薄膜的高吸收系数增加对光的吸收，利用悬空结构降低热散失，利用高结晶性管壁降低载流子在管间跃迁的概率，从而抑制反向光电流的产生，最终获得柔性、高性能、宽带红外光电探测器。

3.按照权利要求1所述的基于高结晶性单壁碳纳米管的柔性、高性能红外光电探测器的制备方法，其特征在于，光电感应材料为含有金属性和半导体性单壁碳纳米管薄膜，在碳纳米管间存在碳焊结构。

4.按照权利要求1所述的基于高结晶性单壁碳纳米管的柔性、高性能红外光电探测器的制备方法，其特征在于，高结晶性单壁碳纳米管是直接利用多孔滤膜收集的薄膜宏观体，其G/D比大于170，集中氧化温度大于700℃、管/管束-管/管束间有碳焊结构。

5.按照权利要求4所述的基于高结晶性单壁碳纳米管的柔性、高性能红外光电探测器的制备方法，其特征在于，将所获得的高结晶性单壁碳纳米管膜裁减成尺寸为10mm×2mm～20mm×2mm的长方形，转移到悬空结构上，然后在单壁碳纳米管薄膜上滴加乙醇，并使用银胶或电镀方式连接铜、银或金导线与外部的输出设备相连接。

6.按照权利要求4所述的基于高结晶性单壁碳纳米管的柔性、高性能红外光电探测器的制备方法，其特征在于，碳焊结构降低管间跃迁概率，抑制管-管间跃迁产生的正向光电流，使得器件具有高达25.8mA/W负向光响应电流，探测率为1.35×10⁸琼斯。

7.按照权利要求1所述的基于高结晶性单壁碳纳米管的柔性、高性能红外光电探测器的制备方法，其特征在于，柔性薄膜作为电极支撑层，采用柔性PET薄膜或者其它柔性薄膜。

8.按照权利要求1所述的基于高结晶性单壁碳纳米管的柔性、高性能红外光电探测器的制备方法，其特征在于，光电探测器在室温或空气中稳定工作。

9.按照权利要求1所述的基于高结晶性单壁碳纳米管的柔性、高性能红外光电探测器的制备方法，其特征在于，单壁碳纳米管薄膜基光电探测器产生正、负向光电流的机制如下：缺陷使载流子在单壁碳纳米管薄膜内发生管间跃迁，产生正向光电流；高结晶性管壁、管间碳焊结构促进载流子在单壁碳纳米管薄膜管内散射，产生负向光电流。