紫外探测器及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及光电材料与器件领域，具体设及一种石墨締-Zn^Agu,,N爪1y,紫外探 测器及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 紫外探测器在很多应用场合均有很高的应用价值。军用方面可用于宇航探测、战 斗机尾焰跟踪、导弹尾焰跟踪等；民用方面可用于高压电晕检测、紫外指纹检测、火焰探测 等。制造紫外探测器的一类主流材料是半导体材料，半导体紫外探测器体积小、性能稳定、 使用方便。半导体紫外探测器可分为光电导效应探测器和光伏效应探测器两大类，其中光 电导型紫外探测器具有较好的响应电流，GaN、SiC、ZnO、AlxGaixN等化合物半导体紫外探测 器已经广泛应用于生产和生活中。
【发明内容】
[000引本发明的目的在于，提供一种制备石墨締-Zn^AgUy满外探测器的制备方 法，所需设备简单成本低廉，且具有优秀的紫外光响应性能，可W作为军用和民用紫外探测 器件，有非常大的应用前景。
[0004] 为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
[0005] 一种石墨締-ZnxAg^ 紫外探测器，该紫外探测器为光电导型紫外探测器， 光电导型紫外探测器包括设置在基底上的光敏层和电极，所述的光敏层中含有石墨締和ZrixAg。x)NyO(iy)，按摩尔比计，X= 0. 40 ~0. 99,y= 0.Ol~0. 60。
[0006] 具体的，按摩尔比计，石墨締中碳原子与化xAguy冲锋原子加银原子之和 的比为（1~10): (10~1)。
[0007] 更具体的，所述光敏层的基底为玻璃，所述的电极为Au/Ti电极。
[0008] 制备所述的石墨締-ZnxAg^ 紫外探测器的方法，包括将石墨締与含锋化 合物、含银化合物和含氮化合物的混合溶液通过溶胶凝胶法制备成胶体，胶体经旋涂处理、 热处理、紫外臭氧联合处理和共瓣射处理后即得石墨締-ZnyAg^ 紫外探测器。
[0009] 具体的，所述的含锋化合物为乙酸锋，含银化合物为硝酸银，含氮化合物为乙酸 锭；
[0010] 混合溶液中乙酸锋的浓度为0. 01111〇1/1、硝酸银的浓度为0.OOl~0.Olmol/L和乙 酸锭的浓度为0.Ol~0.Imol/L;
[0011] 胶体中含有石墨締的碳原子的浓度为0.OOl~0.Imol/L。
[0012] 更具体的，所述的旋涂处理包括将胶体旋涂在玻璃上；
[0013] 所述的热处理包括将旋涂胶体的玻璃在氣气氛围下进行400°C热处理；
[0014] 所述的紫外臭氧联合处理为将热处理后的旋涂胶体的玻璃置于臭氧氛围中254nm 紫外福射处理；
[0015] 所述的共瓣射处理包括将紫外联合臭氧处理后的带有胶体的玻璃利用Au祀和Ti 钮在氣气氛围及气压20化的条件下共瓣射做成Au/Ti电极。
[0016] 另外，所述的石墨締的制备方法包括配制50g/L石墨粉末和20g/L高儘酸钟的浓 硫酸混合溶液，将混合溶液依次在l〇°C、3(TC和90°C下各揽拌1小时后加入等体积的质量 浓度为30%的双氧水，静置后将沉淀物烘干并在IOOCTC和氣气下热处理得到石墨締粉末。
[0017] 本发明的有益效果为：
[001引 （1)本发明制备的石墨締-ZrixAg;iX抑紫外探测器和无石墨締的基于单一Zn^Aguy淋料的紫外探测器相比，对波长小于360nm的紫外光福射具有更好的响应 度和响应速度；
[0019] 似本发明制备的石墨締-ZrixAg(ix)NyO(iy)紫外探测器和石墨締-化xAgix〇、石墨 締-ZnNyOiy、石墨締-ZnO等基于石墨締和S元、二元化合物半导体结合得到的紫外探测器 相比，对波长小于360nm的紫外光福射具有更好的响应度。
【附图说明】
[0020] 图1是实施例一制备的石墨締材料的Raman光谱图； 阳02U 图2是实施例一制备的石墨締-ZnxAg^ y濟测器的响应光谱曲线；
[0022] W下结合说明书附图和【具体实施方式】对本发明做具体说明。
【具体实施方式】
[002引本发明制备的石墨締-ZnxAgU 满外探测器为光电导型紫外探测器，光电 导型紫外探测器包括设置在基底上的光敏层和电极。该探测器的光敏层中含有石墨締和ZrixAgdx)NyO(iy)材料，W摩尔比计，石墨締中碳原子与aixAg(ix)Ny0(iy)材料中锋原子与银原 子之和的比例为1:10~10:1，其中化xAgfix>Ny0u,>化合物下标摩尔比例为X= 0. 40~ 0. 99,y= 0.Ol~0. 60 ;玻璃为光敏层的基底，Au/Ti作为本发明紫外探测器的电极。
[0024] 化xAgfix>Ny〇uy请一种四元化合物半导体材料，测试表明其对波长小于360皿的 紫外光福射具有较好的响应度。石墨締可W看作被剥离的单原子层石墨，其电子迁移率高 达l〇5cm2/Vs量级，其透光率超过97%，已被学术界公认为一种革命性的新材料。
[0025] 发明人的测试表明将化xAguy冲石墨締相结合，可W实现更好的紫外探测 性能。本发明给出了一套完整的制备石墨締-ZnyAg^ ,>紫外探测器的方法：先独立制 备出石墨締粉末，再将石墨締粉末加入乙酸锋、硝酸银和乙酸锭混合溶液并揽拌形成石墨 締-ZnyAgu 复合物胶体，W该胶体为基础通过后续的旋涂、热处理、紫外臭氧联合 处理和共瓣射四个步骤制备出石墨締-ZnyAg^ 紫外探测器。 阳0%] 实施例1 :
[0027] 步骤1 :利用氧化还原法制备石墨締粉末，步骤如下：在98 %浓硫酸中加入50g/L石墨粉末，20g/L高儘酸钟，依次在10/30/90摄氏度下各揽拌1小时后加入等体积的30% 双氧水，静置5天后取出沉淀物，再超声处理2小时离屯、过滤后烘干得到固体物，在1000摄 氏度氣气下热处理1小时得到石墨締粉末；
[002引步骤2 :利用溶胶凝胶法制备石墨締-ZrixAguy廣合物胶体：配置含有 0.Olmol/L乙酸锋、0.OOlmol/L硝酸银和0.Olmol/L乙酸锭混合溶液，揽拌均匀后将步 骤1中制成的石墨締粉末加入其中，配置成碳原子浓度O.Olmol/L的混合悬浊液，加热 至90摄氏度后加入PVA至浓度0. 5g/l，揽拌2小时再静置至常溫揽拌I小时，形成石墨 締-ZrixAgdx)NyO(iy)复合物胶体；
[0029] 步骤3 :将胶体旋涂在玻璃上烘干并重复5次，得到石墨締-ZnyAg^y抑Ou复合 物薄膜，在氣气氛围下400摄氏度热处理1小时后取出薄膜，置于臭氧氛围中用254nm紫外 福射处理30分钟；
[0030] 步骤4 :将石墨締-ZrixAgUXjNyOfiy鴻膜和玻璃一起放入瓣射系统，利用Au祀和 Ti钮在氣气氛围下共瓣射，气压20化，做成顶部的Au/Ti电极，从而完成石墨締-ZnxAg^ NyO。,)紫外探测器的制备。
[0031] 图1是本发明方法制备的石墨締材料的Raman光谱图，图中可W看出石墨締的典 型G/