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申请/专利权人：南昌大学

摘要：本发明公开了基于带晶界的铅盐半导体薄膜的室温超快红外探测器及其探测方法，包括基底、半导体薄膜、两个电极，基底贴合在半导体薄膜下方，半导体薄膜上左右两端各有一电极，半导体薄膜为单晶且有晶界的铅盐半导体薄膜，半导体薄膜形成光热电转化层。探测器受光激发，电子跃迁到光热电转化层导带边上方，具有过剩能量的热载流子在皮秒量级时间内通过电子‑电子相互作用产生热电子，电极两端形成较稳定的温度梯度，以纳秒尺度的时间量级在材料两端形成稳定的电场，从而实现材料无需外部供电的自驱动超快探测。相比于现有光热电探测器，本发明不仅简化了制备工艺，缩小了器件体积，降低了大规模集成的难度，还提高了量子效率，缩短了响应时间。

主权项：1.基于带晶界的铅盐半导体薄膜的室温超快红外探测器，所述探测器包括基底、半导体薄膜、两个电极，所述基底贴合在所述半导体薄膜下方，所述半导体薄膜上左右两端各有一电极，其特征在于：所述半导体薄膜为单晶且有晶界的铅盐半导体薄膜，所述半导体薄膜形成光热电转化层；所述探测器的制备方法包括如下步骤：（1）基底准备：将基底清洗干净，并用氮气吹干；（2）在400℃-800℃的高温环境下制备出单晶且有晶界的铅盐半导体薄膜，基底上沉积一层铅盐半导体薄膜形成光热电转化层；具体为：2-1）将基底先后放入无水乙醇和离子水中进行超声清洗，然后吹干，以备后用；2-2）按PbS粉末、硫粉、硒粉按1：3：3配比分别放入石英舟中备用；2-3）在石英管上游处外置一加热环并将温度设置在150℃内，分别放置硫粉和硒粉；将管式炉温度设置为400℃，放置PbS粉末于炉中央最高温度区域，基底置于靠近管口的相对低温区域；2-4）封闭系统并使用机械泵抽真空，以150sccm通入高纯氩气，待温度达到设定温度后将装有药品的石英舟推入相应区域；2-5）反应时间控制在5-10分钟，反应结束后关闭加热装置，冷却至室温后，停止通入氩气并关闭机械泵，打开装置取出样品薄膜；（3）在光热电转化层沿中线左右各沉积一层电极，两电极间具有一定间距；具体为：3-1）旋涂一层光刻胶，设计好电极形状后选择性曝光；3-2）显影，去除曝光区域；3-3）利用电子束蒸镀在样品表面沉积一层厚度为50-200nm的金属电极；3-4）剥离未曝光区域的光刻胶及其上方的金属薄膜，得到一对光热电转化层上的电极。

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