紫外探測器及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及光電材料與器件領域，具體設及一種石墨締-Zn^Agu,,N爪1y,紫外探 測器及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 紫外探測器在很多應用場合均有很高的應用價值。軍用方面可用于宇航探測、戰 斗機尾焰跟蹤、導彈尾焰跟蹤等；民用方面可用于高壓電暈檢測、紫外指紋檢測、火焰探測 等。制造紫外探測器的一類主流材料是半導體材料，半導體紫外探測器體積小、性能穩定、 使用方便。半導體紫外探測器可分為光電導效應探測器和光伏效應探測器兩大類，其中光 電導型紫外探測器具有較好的響應電流，GaN、SiC、ZnO、AlxGaixN等化合物半導體紫外探測 器已經廣泛應用于生產和生活中。
【發明內容】
[000引本發明的目的在于，提供一種制備石墨締-Zn^AgUy滿外探測器的制備方 法，所需設備簡單成本低廉，且具有優秀的紫外光響應性能，可W作為軍用和民用紫外探測 器件，有非常大的應用前景。
[0004] 為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：
[0005] 一種石墨締-ZnxAg^ 紫外探測器，該紫外探測器為光電導型紫外探測器， 光電導型紫外探測器包括設置在基底上的光敏層和電極，所述的光敏層中含有石墨締和ZrixAg。x)NyO(iy)，按摩爾比計，X= 0. 40 ~0. 99,y= 0.Ol~0. 60。
[0006] 具體的，按摩爾比計，石墨締中碳原子與化xAguy沖鋒原子加銀原子之和 的比為（1~10): (10~1)。
[0007] 更具體的，所述光敏層的基底為玻璃，所述的電極為Au/Ti電極。
[0008] 制備所述的石墨締-ZnxAg^ 紫外探測器的方法，包括將石墨締與含鋒化 合物、含銀化合物和含氮化合物的混合溶液通過溶膠凝膠法制備成膠體，膠體經旋涂處理、 熱處理、紫外臭氧聯合處理和共瓣射處理后即得石墨締-ZnyAg^ 紫外探測器。
[0009] 具體的，所述的含鋒化合物為乙酸鋒，含銀化合物為硝酸銀，含氮化合物為乙酸 錠；
[0010] 混合溶液中乙酸鋒的濃度為0. 01111〇1/1、硝酸銀的濃度為0.OOl~0.Olmol/L和乙 酸錠的濃度為0.Ol~0.Imol/L;
[0011] 膠體中含有石墨締的碳原子的濃度為0.OOl~0.Imol/L。
[0012] 更具體的，所述的旋涂處理包括將膠體旋涂在玻璃上；
[0013] 所述的熱處理包括將旋涂膠體的玻璃在氣氣氛圍下進行400°C熱處理；
[0014] 所述的紫外臭氧聯合處理為將熱處理后的旋涂膠體的玻璃置于臭氧氛圍中254nm 紫外福射處理；
[0015] 所述的共瓣射處理包括將紫外聯合臭氧處理后的帶有膠體的玻璃利用Au祀和Ti 鈕在氣氣氛圍及氣壓20化的條件下共瓣射做成Au/Ti電極。
[0016] 另外，所述的石墨締的制備方法包括配制50g/L石墨粉末和20g/L高儘酸鐘的濃 硫酸混合溶液，將混合溶液依次在l〇°C、3(TC和90°C下各攬拌1小時后加入等體積的質量 濃度為30%的雙氧水，靜置后將沉淀物烘干并在IOOCTC和氣氣下熱處理得到石墨締粉末。
[0017] 本發明的有益效果為：
[001引 （1)本發明制備的石墨締-ZrixAg;iX抑紫外探測器和無石墨締的基于單一Zn^Aguy淋料的紫外探測器相比，對波長小于360nm的紫外光福射具有更好的響應 度和響應速度；
[0019] 似本發明制備的石墨締-ZrixAg(ix)NyO(iy)紫外探測器和石墨締-化xAgix〇、石墨 締-ZnNyOiy、石墨締-ZnO等基于石墨締和S元、二元化合物半導體結合得到的紫外探測器 相比，對波長小于360nm的紫外光福射具有更好的響應度。
【附圖說明】
[0020] 圖1是實施例一制備的石墨締材料的Raman光譜圖； 陽02U 圖2是實施例一制備的石墨締-ZnxAg^ y濟測器的響應光譜曲線；
[0022] W下結合說明書附圖和【具體實施方式】對本發明做具體說明。
【具體實施方式】
[002引本發明制備的石墨締-ZnxAgU 滿外探測器為光電導型紫外探測器，光電 導型紫外探測器包括設置在基底上的光敏層和電極。該探測器的光敏層中含有石墨締和ZrixAgdx)NyO(iy)材料，W摩爾比計，石墨締中碳原子與aixAg(ix)Ny0(iy)材料中鋒原子與銀原 子之和的比例為1:10~10:1，其中化xAgfix>Ny0u,>化合物下標摩爾比例為X= 0. 40~ 0. 99,y= 0.Ol~0. 60 ;玻璃為光敏層的基底，Au/Ti作為本發明紫外探測器的電極。
[0024] 化xAgfix>Ny〇uy請一種四元化合物半導體材料，測試表明其對波長小于360皿的 紫外光福射具有較好的響應度。石墨締可W看作被剝離的單原子層石墨，其電子遷移率高 達l〇5cm2/Vs量級，其透光率超過97%，已被學術界公認為一種革命性的新材料。
[0025] 發明人的測試表明將化xAguy沖石墨締相結合，可W實現更好的紫外探測 性能。本發明給出了一套完整的制備石墨締-ZnyAg^ ,>紫外探測器的方法：先獨立制 備出石墨締粉末，再將石墨締粉末加入乙酸鋒、硝酸銀和乙酸錠混合溶液并攬拌形成石墨 締-ZnyAgu 復合物膠體，W該膠體為基礎通過后續的旋涂、熱處理、紫外臭氧聯合 處理和共瓣射四個步驟制備出石墨締-ZnyAg^ 紫外探測器。 陽0%] 實施例1 :
[0027] 步驟1 :利用氧化還原法制備石墨締粉末，步驟如下：在98 %濃硫酸中加入50g/L石墨粉末，20g/L高儘酸鐘，依次在10/30/90攝氏度下各攬拌1小時后加入等體積的30% 雙氧水，靜置5天后取出沉淀物，再超聲處理2小時離屯、過濾后烘干得到固體物，在1000攝 氏度氣氣下熱處理1小時得到石墨締粉末；
[002引步驟2 :利用溶膠凝膠法制備石墨締-ZrixAguy廣合物膠體：配置含有 0.Olmol/L乙酸鋒、0.OOlmol/L硝酸銀和0.Olmol/L乙酸錠混合溶液，攬拌均勻后將步 驟1中制成的石墨締粉末加入其中，配置成碳原子濃度O.Olmol/L的混合懸濁液，加熱 至90攝氏度后加入PVA至濃度0. 5g/l，攬拌2小時再靜置至常溫攬拌I小時，形成石墨 締-ZrixAgdx)NyO(iy)復合物膠體；
[0029] 步驟3 :將膠體旋涂在玻璃上烘干并重復5次，得到石墨締-ZnyAg^y抑Ou復合 物薄膜，在氣氣氛圍下400攝氏度熱處理1小時后取出薄膜，置于臭氧氛圍中用254nm紫外 福射處理30分鐘；
[0030] 步驟4 :將石墨締-ZrixAgUXjNyOfiy鴻膜和玻璃一起放入瓣射系統，利用Au祀和 Ti鈕在氣氣氛圍下共瓣射，氣壓20化，做成頂部的Au/Ti電極，從而完成石墨締-ZnxAg^ NyO。,)紫外探測器的制備。
[0031] 圖1是本發明方法制備的石墨締材料的Raman光譜圖，圖中可W看出石墨締的典 型G/