[发明专利]一种硫化锑基光电探测器的制备方法

摘要

本发明涉及了一种硫化锑基可见光光电探测器的制备方法，属于无机非金属材料器件制造工艺领域，首先采用溶胶‑凝胶法在FTO上制备一层致密的二氧化钛薄膜；二氧化钛薄膜经过退火后使用热蒸镀沉积硫化锑（Sb₂S₃）薄膜；然后使用硫代乙酰胺对硫化锑薄膜进行表面硫化同时进行退火处理；最后将化学气相沉积（CVD）法生长的石墨烯薄膜（Gr）转移到硫化锑薄膜上，形成TiO₂/Sb₂S₃/Gr薄膜结构的可见光探测器，为制作高性能的可见光探测器提供了新的方法。该光电探测器可以在可见光有很高的响应且对不同波长的可见光具有不同的响应电流，同时随入射光强的增加响应电流线性增加。

主权项

1.一种硫化锑基光电探测器的制备方法，其特征在于，具有以下的工艺过程和步骤：（1）衬底预处理：掺杂氟的SnO₂透明导电玻璃作为衬底，用去离子水、乙醇和丙酮分别超声清洗5‑15 分钟，随后用去离子水冲洗干净并氩气吹干后备用；（2）TiO₂薄膜的制备：将四异丙醇钛乙醇溶液与盐酸乙醇溶液混合均匀后，旋涂到洗净的FTO 上，旋 涂前用高温胶带粘住FTO边缘0.2cm作为器件的背电极，最后将带有二氧化钛前驱体的FTO 放入管式电阻炉中，在400‑600^oC下空气中退火30‑50min；（3）Sb₂S₃薄膜的制备：采用热蒸镀法在FTO/TiO₂沉积硫化锑薄膜，再在沉积的硫化锑薄膜表面旋涂硫代乙酰胺DMF溶液，然后在氩气氛围中退火30～60 min，退火温度为200～400 ℃，采用热蒸镀法在FTO/TiO₂沉积硫化锑薄膜，在沉积前将装置真空室的压强抽至5x10^‑4 Pa以下；通过调节加热电流来控制样品沉积速度，沉积速度控制在10～30 nm/s，硫化锑薄膜沉积的厚度为200～500nm；（4）石墨烯的生长：使用化学气相沉积法CVD生长石墨烯薄膜，将铜箔在氩气气氛中从室温加热到900‑1200 ℃，在900‑1200 ℃条件下通入氢气，退火30～40 min分钟后，再通入氩气、氢气、甲烷的混合气体，反应10~30 min，再在氩气保护下，降温至室温，将生长了石墨烯的铜箔用硝酸铁溶液刻蚀后用去离子水清洗，得到石墨烯备用，该步骤中，通入氩气、氢气、甲烷的混合气体中，氩气的通入速度为300 mL/min、氢气的通入速度为30～50 mL/min、甲烷的通入速度为10～20 mL/min；（5）光电探测器的组装：将（4）中生长的石墨烯薄膜转移到（3）中制备的硫化锑薄膜上，然后用银胶、银线做为电极，得到TiO₂/Sb₂S₃/石墨烯光电探测器。