一种基于石墨烯薄膜的微波探测器及其制作方法

本发明涉及微波探测领域，具体是一种基于石墨烯薄膜的微波探测器及其制作方法。

背景技术：

1、随着物联网技术的发展，人工智能、智能家居、以及智能安防技术对于环境探测，特别是对于人的存在、移动以及微动的动作特征的探测准确性的需求越来越高，只有获取足够稳定的探测结果，才能够为智能终端设备提供准确的判断依据。微波探测技术在行为探测和存在探测技术中具有独特的优势，其中基于多普勒效应的微波探测装置能够在不侵犯人隐私的情况下，探测出活动物体，比如人的动作特征、移动特征、以及微动特征，甚至是人的心跳和呼吸特征信息。

2、制约现有技术的微波探测技术发展和微波探测器探测准确性的原因在于：微波能量直接转换为直流电信号的手段主要是天线，各种类型的天线可以用于微波信号的接收，但天线只能在特定频率或者特定频段下接收信号。因此，在微波探测器工作时，不可避免的会接收到外界其它电器设备发出的或者环境噪音产生的同一频点的微波信号。随着5g技术的应用，微波探测环境中的5g设备工作时产生的微波可能会影响到所述微波探测器的正常探测，同时也会影响到其他设备，比如5g设备的正常通信。

3、因此，需要一种能够避开常用设备频点的微波探测器。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于石墨烯薄膜的微波探测器，包括电源、硫化铅量子点接触电极、硫化铅量子点层、两端石墨烯薄膜接触电极、石墨烯薄膜、介质板；

2、所述电源的正负极分别连接两端石墨烯薄膜接触电极和硫化铅量子点接触电极；

3、所述硫化铅量子点接触电极位于硫化铅量子点层的上表面；

4、所述两端石墨烯薄膜接触电极分别布置在硫化铅量子点层的两侧；

5、所述两端石墨烯薄膜接触电极、硫化铅量子点层位于石墨烯薄膜之上；

6、所述石墨烯薄膜位于介质板之上。

7、进一步，所述硫化铅量子点层包括多个呈阵列排布的硫化铅量子点。

8、进一步，所述硫化铅量子点均匀覆盖在石墨烯薄膜表面，旋涂层数范围为1层至10层，厚度范围为15nm至200nm。

9、进一步，所述硫化铅量子点接触电极位于硫化铅量子点层上表面的中心位置。

10、进一步，所述石墨烯薄膜为单层或多层薄膜；

11、在不加电压时，石墨烯薄膜的方块电阻范围为30ω/□至5000ω/□。

12、进一步，所述介质板为透波介质，材料为在10mhz至1000ghz内透过率大于50％的材料，厚度范围为(0mm,10mm]。

13、进一步，所述电源施加的偏置电压范围为-200v～200v。

14、进一步，所述硫化铅量子点通过短链配体进行置换；所述短链配体包括乙二硫醇、四丁基碘化铵。

15、进一步，微波探测器的工作频率和带宽范围为[10mhz，1000ghz]。

16、一种所述基于石墨烯薄膜的微波探测器的制作方法，包括以下步骤：

17、1)在介质层上转移石墨烯薄膜；

18、2)在石墨烯薄膜中部旋涂形成硫化铅量子点层；

19、3)在硫化铅量子点层两侧的石墨烯薄膜上，印刷电极材料，形成两端石墨烯薄膜接触电极；

20、4)在硫化铅量子点层上表面的中部印刷电极材料，形成不与两端石墨烯薄膜接触电极接触的硫化铅量子点接触电极；

21、5)使得电源的正极通过导体连接两端石墨烯薄膜接触电极，负极通过导体连接硫化铅量子点接触电极。

22、本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明的有益效果如下：

23、1)本发明提出的微波探测器是基于石墨烯薄膜的零带隙能带结构，可以实现超大带宽的微波探测。

24、2)本发明所采用的石墨烯和量子点材料均为柔性材料，易与非平面结构共形，可极大拓展石墨烯探测器应用范围。

技术特征：

1.一种基于石墨烯薄膜的微波探测器，其特征在于：包括电源(1)、硫化铅量子点接触电极(2)、所述硫化铅量子点层(3)、两端石墨烯薄膜接触电极(4)、石墨烯薄膜(5)、介质板(6)。

2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯薄膜的微波探测器，其特征在于：所述硫化铅量子点层(3)包括多个呈阵列排布的硫化铅量子点。

3.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯薄膜的微波探测器，其特征在于：所述硫化铅量子点均匀覆盖在石墨烯薄膜(5)表面，旋涂层数范围为1层至10层，厚度范围为15nm至200nm。

4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯薄膜的微波探测器，其特征在于：所述硫化铅量子点接触电极(2)位于硫化铅量子点层(3)上表面的中心位置。

5.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯薄膜的微波探测器，其特征在于：所述石墨烯薄膜(5)为单层或多层薄膜；

6.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯薄膜的微波探测器，其特征在于：所述介质板(6)为透波介质，材料为在10mhz至1000ghz内透过率大于50％的材料，厚度范围为(0mm,10mm]。

7.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯薄膜的微波探测器，其特征在于：所述电源(1)施加的偏置电压范围为-200v～200v。

8.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯薄膜的微波探测器，其特征在于：所述硫化铅量子点通过短链配体进行置换；所述短链配体包括乙二硫醇、四丁基碘化铵。

9.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯薄膜的微波探测器，其特征在于：微波探测器的工作频率和带宽范围为[10mhz，1000ghz]。

10.一种权利要求1-9任一项所述基于石墨烯薄膜的微波探测器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开一种基于石墨烯薄膜的微波探测器及其制作方法，微波探测器包括电源、硫化铅量子点接触电极、硫化铅量子点层、两端石墨烯薄膜接触电极、石墨烯薄膜、介质板；制作方法步骤为：1)在介质层上转移石墨烯薄膜；2)在石墨烯薄膜中部旋涂形成硫化铅量子点层；3)在硫化铅量子点层两侧的石墨烯薄膜上，印刷电极材料，形成两端石墨烯薄膜接触电极；4)在硫化铅量子点层上表面的中部印刷电极材料，形成硫化铅量子点接触电极；5)使得电源的正极通过导体连接两端石墨烯薄膜接触电极，负极通过导体连接硫化铅量子点接触电极。本发明提出的微波探测器是基于石墨烯薄膜的零带隙能带结构，可以实现超大带宽的微波探测。

技术研发人员：胡承刚,刘冠旭,周治豪,张恒,邵丽,张永娜,史浩飞
受保护的技术使用者：中国科学院重庆绿色智能技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17