基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器及其制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010554890.6 (22)申请日 2020.06.17 (71)申请人 华南师范大学 地址 510000 广东省广州市海珠区新港西 路135号中山大学十友堂209 (72)发明人 谷怀民许文竹 (74)专利代理机构 广州润禾知识产权代理事务 所(普通合伙) 44446 代理人 郑永泉 (51)Int.Cl. H01L 51/42(2006.01) H01L 51/48(2006.01) H01L 31/109(2006.01) H01L 31/18(2006.01) 。

2、H01L 21/78(2006.01) (54)发明名称 一种基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结 的光电探测器及其制备方法 (57)摘要 本发明涉及光电探测领域， 公开了一种基于 二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器， 包括衬底、 氮化镓薄膜、 钙钛矿层、 第一金属电 极、 第二金属电极， 还包括卤素基二维材料层； 所 述衬底上依次为第一金属电极、 钙钛矿层、 氮化 镓薄膜、 卤素基二维材料层、 第二金属电极； 所述 的钙钛矿层与氮化镓薄膜形成异质结， 所述的卤 素基二维材料层与氮化镓薄膜也形成异质结； 本 发明提供一种基于二维材料与氮化镓薄膜双异 质结的光电探测器， 通过构建钙钛矿/GaN。

3、/PbI2 双异质结结构， 来加强PbI2/GaN界面光生载流子 的高效分离， 使光导增益更大； 本发明还提供了 一种基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光 电探测器的制备方法。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 111799378 A 2020.10.20 CN 111799378 A 1.一种基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器， 包括衬底、 氮化镓薄膜、 钙 钛矿层、 第一金属电极、 第二金属电极， 其特征在于， 还包括卤素基二维材料层； 所述衬底上 依次为第一金属电极、 钙钛矿层、 氮化镓薄膜、 卤素基二维材料层、 第二金属电极； 所述的钙 钛矿层与氮化镓薄膜形成异质结。

4、， 所述的卤素基二维材料层与氮化镓薄膜也形成异质结； 所述钙钛矿层由ABX3型钙钛矿材料制得或BX2型卤素材料与AX钙钛矿材料前驱体反应制得， 所述卤素基二维材料层为BX2型卤素材料。 2.根据权利要求1所述的一种基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器， 其 特征在于， 所述的衬底上有光刻条纹。 3.根据权利要求1所述的基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器， 其特征 在于， 所述ABX3型钙钛矿材料中的A为MA+、 FA+、 Cs+中的任意一种离子， B为Pb2+、 Sn2+中的任意 一种离子， X为Cl-、 Br-、 I-中的任意一种离子； 所述BX2型卤素材料中的B为Pb2+。

5、、 Sn2+中的任意 一种离子， X为Cl-、 Br-、 I-中的任意一种离子； 所述AX钙钛矿材料前驱体中的A为MA+、 FA+、 Cs+ 中的任意一种离子， X为Cl-、 Br-、 I-中的任意一种离子。 4.根据权利要求1所述的一种基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器， 其 特征在于， 所述衬底厚度为0.50.6mm， 所述第一金属电极厚度为100300nm， 所述钙钛矿 层厚度为11000 m， 所述氮化镓薄膜厚度为2.53 m， 所述卤素基二维材料层厚度为1 10 m， 所述第二金属电极厚度为100300nm。 5.一种如权利要求1-4任一所述的基于二维材料与氮化镓薄膜双异质。

6、结的光电探测器 的制备方法， 其特征在于， 包括如下步骤： A.清洗衬底； B.第一金属电极的制备； C.制备钙钛矿层； D.GaN薄膜转移制备钙钛矿层/GaN异质结； E.制备卤素基二维材料层/GaN异质结； F.制备第二金属电极。 6.根据权利要求5所述的基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器的制备方 法， 其特征在于， 所述步骤A为： 将衬底依次置于丙酮、 异丙醇和乙醇中分别进行超声清洗后吹干， 并用 Plasma对基底表面进行臭氧处理， 处理后放入干燥箱中待用； 所述步骤B为： 在衬底上光刻出条纹， 通过磁控溅射蒸镀第一金属电极； 所述步骤C分为C1-PVD法制备卤素基二维材料层。

7、和C2-CVD法制备钙钛矿层； 所述步骤C1为： 称量BX2型卤素材料放入清洗干净的石英舟中， 将其置于管式炉中， 在管 式炉下游放置经步骤B蒸镀好底电极的衬底； 将BX2型卤素材料和衬底放置好了以后封闭管 式炉， 对管子内部进行抽气， 调节气压， 待示数稳定后， 通入惰性气体， 加热， 在衬底上制得 卤素基二维材料层； 所述步骤C2为： 称取AX型钙钛矿材料前驱体于清洗干净的石英舟中， 并置于炉内， 在管 式炉下游放置长有卤素基二维材料层的衬底， 封闭管式炉， 对管子内部进行抽气， 调节气 压， 待示数稳定后， 通入惰性气体， 加热， 实现由卤素基二维材料层向钙钛矿层的转化； 所述 AX型钙。

8、钛矿材料前驱体中的X与步骤C1中BX2型卤素材料中的X为同一离子。 权利要求书 1/2 页 2 CN 111799378 A 2 所述步骤D为： 将GaN薄膜通过定点转移的方法转移至步骤C所制得的钙钛矿层上， 使两 者粘接至形成钙钛矿层/GaN异质结。 所述步骤E为： 在步骤D所制得的钙钛矿层/GaN异质结表面放置掩模版， 重复步骤C1在 钙钛矿层/GaN异质结表面生长卤素基二维材料层， 卤素基二维材料层附着在GaN薄膜表面 上形成卤素基二维材料层/GaN异质结。 所述步骤F为： 使用掩查模版在卤素基二维材料层/GaN异质结顶端制备金属电极， 其中 电极的面积应小于卤素基二维材料层的面积。 7。

9、.根据权利要求6所述的基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器的制备方 法， 其特征在于， 所述步骤B为： 在衬底上光刻出条纹， 通过磁控溅射蒸镀厚度为100-300nm的第一金属 电极。 所述步骤C1为： 称量0.01mol-1mol的BX2型卤素材料放入清洗干净的石英舟中， 将其置 于管式炉中心位置， 在管式炉下游放置经步骤B蒸镀好底电极的衬底。 将BX2型卤素材料和 衬底放置好了以后封闭管式炉， 开始启动气泵对管子内部进行抽气， 在管式炉尾部调节气 阀用于控制管子内部气压， 待示数稳定后， 抽气进行3040min后开始通入惰性气体， 同时 设置流速为10-30sccm， 压强为150。

10、-350Pa， 控制温度梯度为5/min升温至300-800， 在衬 底上制得卤素基二维材料层； 所述步骤C2为： 用分析天平称取0.1-1mol的AX型钙钛矿材料前驱体于清洗干净的石英 舟中， 并置于炉内温度最高处， 在管式炉下游放置长有卤素基二维材料层的衬底， 封闭管式 炉， 开始启动气泵对管子内部进行抽气， 在管式炉尾部调节气阀用于控制管子内部气压， 待 示数稳定后， 抽气进行3040min后开始通入惰性气体， 同时设置流速为10-30sccm， 压强为 150-350Pa， 控制温度梯度为5/min升温至110-800， 反应， 即可实现由卤素基二维材料 层向钙钛矿层的转化； 所述AX。

11、型钙钛矿材料前驱体中的X与步骤C中BX2型卤素材料中的X为 同一离子。 8.根据权利要求5-7任一所述的基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器的 制备方法， 其特征在于， 所述步骤D中的GaN薄膜的制备及剥离过程为： 将采用MOCVD制备的GaN外延片用金刚石 刀切割成片后在后表面划几刀， 使片子的外延层暴露出来并涂覆液态金属， 冷凝后形成电 极与电源阳极连接， 电源阴极连接金属片， 形成联通装置， 将联通装置置于腐蚀液内通直流 恒压电源， 腐蚀液采用0.3mol/L的低浓度草酸溶液。 9.根据权利要求5-7任一所述的基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器的 制备方法， 其特征在于。

12、， 通过所述C步骤制得的钙钛矿层的厚度可通过溶质迁移速率和压强 进行调控。 10.根据权利要求5-7所述的一种基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器 的制备方法， 其特征在于， 步骤D中所述GaN薄膜为p-GaN薄膜。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111799378 A 3 一种基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器及其 制备方法 技术领域 0001 本发明涉及光电探测领域， 更具体地， 涉及一种基于二维材料与氮化镓薄膜双异 质结的光电探测器及其制备方法。 背景技术 0002 有机无机复合钙钛矿材料是一类具有钙钛矿结构和优异光电转换性能的功能半 导体材料和能源材料。 2009。

13、年， 甲胺铅碘钙钛矿首次被应用在太阳能电池结构中， 并没有获 得广泛的关注。 直到2012年， 其作为光敏层在太阳能电池中实现了10.9的转换效率后， 吸 引了研究者们广泛的研究兴趣和焦点。 近几年， 钙钛矿太阳能转换效率不断突破， 已超过约 23， 逐渐逼近传统单晶硅太阳能电池效率。 这归功于材料本身的优势， 例如较强的吸光性 能， 高的载流子迁移率和较长的电子-空穴扩散长度等。 而这些优异的性能使得其不仅在太 阳能电池中迅速发展， 还不断展现出在发光二极管等光电器件中独特的优势。 2014年， 钙钛 矿发光二级管首次被制备， 实现了红外和绿色发光二极管， 外量子效率分别为0.76和 0.1。

14、。 到目前为止， 钙钛矿发光二极管的发光波段在可见光范围内均有涉及， 最高的外量 子效率也已经达到13。 研究者们也不断从材料优化和器件优化中寻找方法进一步提高器 件效率。 0003 新型有机-无机卤化物钙钛矿材料近年来因其卓越的光电性能而备受关注， 在激 光、 发光二极管、 探测器等多个领域也展现出广阔的应用前景。 但由于多晶薄膜材料结构存 在晶界等缺陷， 毫无疑问将导致电流电压(I-V)曲线滞后， 载流子迁移率降低等性能问题。 而与多晶薄膜不同的是， 单晶材料结构更加稳定， 因而制得的材料与器件能够呈现出更低 的缺陷态密度、 更长的载流子扩散长度等优异特性， 无论应用在高性能的太阳能电池或。

15、是 光电探测器， 都有较为优异的表现。 0004 中国专利 “一种基于宽基带半导体/钙钛矿异质结的宽频光电探测器” (申请号： 201811601702.X， 公开日： 2019.05.03)公开了一种基于宽基带半导体/钙钛矿异质结的宽 频光电探测器， 采用的异质结由宽禁带半导体和钙钛矿组成， 钙钛矿和宽禁带半导体优异 的光学和电学性质的结合， 改善了传统钙钛矿光电探测器高的暗电流， 同时拓宽了光电探 测器的光谱响应范围。 本发明制备的宽禁带半导体/钙钛矿异质结的宽频光电探测器可探 测深紫外-可见-近红外波段的光信号， 具有高的探测率和响应度。 0005 但上述发明的探测器中， 光生载流子的分。

16、离速度不够快， 导致光导增益小， 对光电 探测器的光响应性和响应速度产生影响。 发明内容 0006 本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)， 提供一种基于二维材料与 氮化镓薄膜双异质结的光电探测器， 通过构建钙钛矿/GaN/PbI2双异质结结构， 来加强PbI2/ GaN界面光生载流子的高效分离， 使光导增益更大。 说明书 1/6 页 4 CN 111799378 A 4 0007 本发明还提供了一种基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器的制备 方法。 0008 本发明采取的技术方案是： 一种基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测 器， 包括衬底、 氮化镓薄膜、 钙钛矿层、。

17、 第一金属电极、 第二金属电极， 还包括卤素基二维材 料层； 所述衬底上依次为第一金属电极、 钙钛矿层、 氮化镓薄膜、 卤素基二维材料层、 第二金 属电极； 所述的钙钛矿层与氮化镓薄膜形成异质结， 所述的卤素基二维材料层与氮化镓薄 膜也形成异质结； 所述钙钛矿层由ABX3型钙钛矿材料制得或BX2型卤素材料与AX钙钛矿材料 前驱体反应制得， 所述卤素基二维材料层为BX2型卤素材料。 所述氮化镓薄膜双面分别与钙 钛矿层、 卤素基二维材料层形成异质结， 两个异质结的叠加在一起形成双异质结， 双异质结 可以加强界面光生载流子加速分离， 光导增益更大。 由此， 制得结构为衬底/第一金属电极/ 钙钛矿层/。

18、GaN/卤素基二维材料层/第二金属电极的具有双异质结的光电探测器具有更大 的光导增益。 所述ABX3型钙钛矿材料和BX2型卤素材料均属于二维材料； 所述衬底为硅片或 玻璃片； 所述第一金属电极、 第二金属电极中的金属可以为金、 铜、 铂中的一种。 0009 进一步地， 所述的衬底上有光刻条纹。 所述的第一金属电极通过光刻的方式附着 在衬底上， 其导电性能更为稳定。 0010 进一步地， 所述ABX3型钙钛矿材料中的A为MA+、 FA+、 Cs+中的任意一种离子， B为Pb2 +、 Sn2+中的任意一种离子， X为Cl-、 Br-、 I-中的任意一种离子； 所述BX2型卤素材料中的B为Pb2 +。

19、、 Sn2+中的任意一种离子， X为Cl-、 Br-、 I-中的任意一种离子； 所述AX钙钛矿材料前驱体中的 A为MA+、 FA+、 Cs+中的任意一种离子， X为Cl-、 Br-、 I-中的任意一种离子。 0011 进一步地， 所述衬底厚度为0.50.6mm， 所述第一金属电极厚度为100300nm， 所 述钙钛矿层厚度为11000 m， 所述氮化镓薄膜厚度为2.53 m， 所述卤素基二维材料层厚 度为110 m， 所述第二金属电极厚度为100300nm。 0012 一种如上述的基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器的制备方法， 包 括如下步骤： 0013 A.清洗衬底； 0014 B。

20、.第一金属电极的制备； 0015 C.制备钙钛矿层； 0016 D.GaN薄膜转移制备钙钛矿层/GaN异质结； 0017 E.制备卤素基二维材料层/GaN异质结； 0018 F.制备第二金属电极。 0019 进一步地， 所述步骤A为： 将衬底依次置于丙酮、 异丙醇和乙醇中分别进行超声清 洗后吹干， 并用Plasma对基底表面进行臭氧处理， 处理后放入干燥箱中待用； Plasma对基底 表面的处理可以增强基底亲水性， 从而增强二维材料与衬底之间的附着。 0020 进一步地， 所述步骤B为： 在衬底上光刻出条纹， 通过磁控溅射蒸镀厚度为100- 300nm的金属电极。 0021 进一步地， 所述步。

21、骤C分为C1-PVD法制备卤素基二维材料层和C2-CVD法制备钙钛 矿层。 0022 进一步地， 所述步骤C1为： 称量0.01mol-1mol的BX2型卤素材料放入清洗干净的石 英舟中， 将其置于管式炉中心位置， 在管式炉下游放置经步骤B蒸镀好底电极的衬底。 将BX2 说明书 2/6 页 5 CN 111799378 A 5 型卤素材料和衬底放置好了以后封闭管式炉， 开始启动气泵对管子内部进行抽气， 在管式 炉尾部调节气阀用于控制管子内部气压， 待示数稳定后， 抽气进行3040min后开始通入惰 性气体， 同时设置流速为10-30sccm， 压强为150-350Pa， 控制温度梯度为5/mi。

22、n升温至 300-800， 在衬底上制得卤素基二维材料层； 设置较低的温度梯度有利于制备纯度较高的 卤素基二维材料层； 所述卤素基二维材料层为单晶纳米片结构。 0023 进一步地， 所述步骤C2为： 用分析天平称取0.1-1mol的AX型钙钛矿材料前驱体于 清洗干净的石英舟中， 并置于炉内温度最高处， 在管式炉下游放置长有卤素基二维材料层 的衬底， 封闭管式炉， 开始启动气泵对管子内部进行抽气， 在管式炉尾部调节气阀用于控制 管子内部气压， 待示数稳定后， 开始通入惰性气体， 同时设置流速为10-30sccm， 压强为150- 350Pa， 控制温度梯度为5/min升温至110-800， 反应。

23、， 即可实现由卤素基二维材料层向 钙钛矿层的转化； 所述钙钛矿层为单晶纳米片结构； 所述AX型钙钛矿材料前驱体中的X与步 骤C中BX2型卤素材料中的X为同一离子。 0024 进一步地， 所述步骤D为： 将GaN薄膜通过定点转移的方法转移至步骤C所制得的钙 钛矿层上， 使两者粘接至形成钙钛矿层/GaN异质结。 GaN薄膜与钙钛矿层之间存在范德瓦尔 斯力， 会将钙钛矿层与GaN薄膜紧紧黏附在一起； 或者采用键合机将两者粘接在一起， 键合 机是用于增加二维材料间附着力的一种仪器。 0025 进一步地， 所述步骤E为： 在步骤D所制得的钙钛矿层/GaN异质结表面放置掩模版， 重复步骤C1在钙钛矿层/G。

24、aN异质结表面生长卤素基二维材料层， 卤素基二维材料层附着在 GaN薄膜表面上形成卤素基二维材料层/GaN异质结。 0026 进一步地， 所述步骤F为： 使用掩查模版在卤素基二维材料层/GaN异质结顶端制备 第二金属电极， 其中电极的面积应小于卤素基二维材料层的面积， 防止短路。 0027 进一步地， 所述步骤D中的GaN薄膜的制备及剥离过程为： 将采用MOCVD制备的GaN 外延片用金刚石刀切割成片后在后表面划几刀， 使片子的外延层暴露出来并涂覆液态金 属， 冷凝后形成电极与电源阳极连接， 电源阴极连接金属片， 形成联通装置， 将联通装置置 于腐蚀液内通直流恒压电源， 腐蚀液采用0.3mol。

25、/L的低浓度草酸溶液。 MOCVD制备的GaN外 延片包括衬底， 依次在衬底上的重掺层和GaN薄膜； 重掺层与空穴反应后生成可以溶于水的 +3价的Ga离子和氮气， 腐蚀进行过程中可以观察到有气泡产生。 气泡不产生意味着腐蚀基 本结束， 经转移可得到剥离后的薄膜。 0028 进一步地， 通过所述C步骤制得的钙钛矿层的厚度可通过溶质迁移速率和压强进 行调控。 在所述步骤C1及步骤C2中， 管式炉尾部有调节气阀， 可以通过控制进气孔的阀门来 控制进气速率， 通过控制进气阀门和抽气泵来控制管内压强， 从而控制钙钛矿层的厚度来 调控光电探测器的光电性能。 所述卤素基二维材料层的厚度也可通过溶质迁移速率和。

26、压强 进行调控， 也能由此调控光电探测器的光电性能。 所述溶质为位于管式炉中心处加热而蒸 发的气体物质， 可以为BX2和AX中的一种。 0029 进一步地， 步骤D中所述GaN薄膜为p-GaN薄膜。 0030 与现有技术相比， 本发明的有益效果为： 0031 1)GaN薄膜一面与钙钛矿层形成异质结， 另一面与卤素基二维材料层与形成异质 结， 两个异质结叠加在一起， 双异质结可以加强界面光生载流子加速分离， 光导增益更大； 0032 2)钙钛矿层与卤素基二维材料层可通过生长过程中溶质粒子的迁移速率和压强 说明书 3/6 页 6 CN 111799378 A 6 调控厚度， 进而调控器件光电性能；。

27、 0033 3)GaN薄膜采用电化学腐蚀法剥离， 相比于及激光剥离等方法， 在保证了薄膜完整 性的同时， 大大减弱GaN在外延生长过程中的内部应力， 提高了与钙钛矿层或卤素基二维材 料层的结合性能。 附图说明 0034 图1为PVD法制得PbI2的光镜图。 0035 图2为经CVD法转化PbI2后得到的钙钛矿CH3NH3PbI3的SEM图。 0036 图3为钙钛矿的带边吸收随厚度的变化规律图。 0037 图4为剥离得到的GaN薄膜光镜图。 具体实施方式 0038 本发明附图仅用于示例性说明， 不能理解为对本发明的限制。 为了更好说明以下 实施例， 附图某些部件会有省略、 放大或缩小， 并不代表。

28、实际产品的尺寸； 对于本领域技术 人员来说， 附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。 0039 实施例1 0040 一种基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器的制备方法， 包括如下步 骤： 0041 1)取用尺寸1cm1cm的导电玻璃， 依次用丙酮、 异丙醇和乙醇在超声清洗仪中清 洗10min， 清洗完成后用Plasma对基底表面进行臭氧处理， 再用镊子夹住衬底并快速用干燥 的氮气吹干表面放入干燥箱中待用。 0042 2)在导电玻璃上光刻出条纹， 通过磁控溅射蒸镀厚度为100nm的Au电极； 0043 3)称量0.1mol的PbI2粉末放入清洗干净的石英舟中， 将其置于管式炉中。

29、心位置， 将药品和衬底放置好了以后封闭管式炉， 开始启动气泵对管子内部进行抽气， 可在管式炉 尾部调节气阀用于控制管子内部气压， 当表示数稳定后， 抽气进行30min后开始通入氩气， 设置流速为25sccm， 压强为250Pa， 时间2.5h。 最后启动管式炉加热程序， 设置为温度350， 温度梯度是5/min， 制得PbI2单晶片， 冷却备用。 制得的PbI2单晶片如图1所示。 0044 4)用分析天平称取0.5mol的甲基碘化铵粉末于清洗干净的石英舟中， 并置于炉内 温度最高的中心处， 将附有PbI2单晶片的衬底放置好了以后封闭管式炉， 开始启动气泵对 管子内部进行抽气， 可在管式炉尾部调。

30、节气阀用于控制管子内部气压， 当表示数稳定后， 将 留存在管式炉内的碘化铅气体清除干净， 开始通入氩气， 设置流速为10sccm， 压强为350Pa， 时间2h。 最后启动管式炉加热程序， 设置为温度140， 温度梯度是5/min， 即可实现由碘 化铅向甲基碘化铵的转化。 制得的甲基碘化铵单晶片如图2所示。 0045 5)将采用MOCVD制备的GaN外延片用金刚石刀切割成片后在后表面划几刀， 使片子 的外延层暴露出来并涂覆液态金属， 冷凝后形成电极与电源阳极连接， 电源阴极连接金属 片， 形成联通装置， 将联通装置置于0.3mol/L的低浓度草酸溶液内通直流恒压电源， 腐蚀完 成后， 得到Ga。

31、N薄膜， 如图4所述。 0046 6)将步骤5)剥离的GaN薄膜通过定点转移的方法转移至步骤4)的甲基碘化铵单晶 片上， 形成甲基碘化铵/GaN异质结。 说明书 4/6 页 7 CN 111799378 A 7 0047 7)甲基碘化铵/GaN异质结上重复步骤3)生长PbI2单晶片， 制得PbI2/GaN异质结。 0048 8)使用掩查模版在PbI2/GaN异质结顶端制备Au电极， 制得导电玻璃/Au电极/甲基 碘化铵/GaN/PbI2/Au电极结构的光电探测器。 0049 实施例2 0050 一种基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器的制备方法， 包括如下步 骤： 0051 1)取用尺。

32、寸1cm1cm的导电玻璃， 依次用丙酮、 异丙醇和乙醇在超声清洗仪中清 洗15min， 清洗完成后用Plasma对基底表面进行臭氧处理， 再用镊子夹住衬底并快速用干燥 的氮气吹干表面放入干燥箱中待用。 0052 2)在导电玻璃上光刻出条纹， 通过磁控溅射蒸镀厚度为150nm的Cu电极； 0053 3)称量1mol的SnCl2粉末放入清洗干净的石英舟中， 将其置于管式炉中心位置， 将 药品和衬底放置好了以后封闭管式炉， 开始启动气泵对管子内部进行抽气， 可在管式炉尾 部调节气阀用于控制管子内部气压， 当表示数稳定后， 抽气进行32min后开始通入氩气， 设 置流速为30sccm， 压强为150P。

33、a， 时间2.2h。 最后启动管式炉加热程序， 设置为温度800， 温 度梯度是5/min， 制得SnCl2单晶片， 冷却备用。 0054 4)用分析天平称取0.1mol的CsCl粉末于清洗干净的石英舟中， 并置于炉内温度最 高的中心处， 将附有SnCl2单晶片的衬底放置好了以后封闭管式炉， 开始启动气泵对管子内 部进行抽气， 可在管式炉尾部调节气阀用于控制管子内部气压， 当表示数稳定后， 将留存在 管式炉内的碘化铅气体清除干净， 开始通入氩气， 设置流速为30sccm， 压强为150Pa， 时间 3h。 最后启动管式炉加热程序， 设置为温度800， 温度梯度是5/min， 即可实现由SnCl。

34、2向 CsSnCl3的转化。 0055 5)将采用MOCVD制备的GaN外延片用金刚石刀切割成片后在后表面划几刀， 使片子 的外延层暴露出来并涂覆液态金属， 冷凝后形成电极与电源阳极连接， 电源阴极连接金属 片， 形成联通装置， 将联通装置置于0.3mol/L的低浓度草酸溶液内通直流恒压电源， 腐蚀完 成后， 得到GaN薄膜。 0056 6)将步骤5)剥离的GaN薄膜通过定点转移的方法转移至步骤4)的CsSnCl3单晶片 上， 形成CsSnCl3/GaN异质结。 0057 7)CsSnCl3/GaN异质结上重复步骤3)生长SnCl2单晶片， 制得SnCl2/GaN异质结。 0058 8)使用掩。

35、查模版在SnCl2/GaN异质结顶端制备Au电极， 制得导电玻璃/Au电极/ CsSnCl3/GaN/SnCl2/Au电极结构的光电探测器。 0059 实施例3 0060 一种基于二维材料与氮化镓薄膜双异质结的光电探测器的制备方法， 包括如下步 骤： 0061 1)取用尺寸1cm1cm的导电玻璃， 依次用丙酮、 异丙醇和乙醇在超声清洗仪中清 洗5min， 清洗完成后用Plasma对基底表面进行臭氧处理， 再用镊子夹住衬底并快速用干燥 的氮气吹干表面放入干燥箱中待用。 0062 2)在导电玻璃上光刻出条纹， 通过磁控溅射蒸镀厚度为300nm的Pt电极； 0063 3)称量0.01mol的PbBr。

36、2粉末放入清洗干净的石英舟中， 将其置于管式炉中心位 置， 将药品和衬底放置好了以后封闭管式炉， 开始启动气泵对管子内部进行抽气， 可在管式 说明书 5/6 页 8 CN 111799378 A 8 炉尾部调节气阀用于控制管子内部气压， 当表示数稳定后， 抽气进行40min后开始通入氩 气， 设置流速为10sccm， 压强为350Pa， 时间3h。 最后启动管式炉加热程序， 设置为温度300 ， 温度梯度是5/min， 制得PbBr2单晶片， 冷却备用。 制得的PbBr2单晶片如图1所示。 0064 4)用分析天平称取1mol的FABr粉末于清洗干净的石英舟中， 并置于炉内温度最高 的中心处，。

37、 将附有PbBr2单晶片的衬底放置好了以后封闭管式炉， 开始启动气泵对管子内部 进行抽气， 可在管式炉尾部调节气阀用于控制管子内部气压， 当表示数稳定后， 将留存在管 式炉内的碘化铅气体清除干净， 开始通入氩气， 设置流速为12sccm， 压强为275Pa， 时间 2.1h。 最后启动管式炉加热程序， 设置为温度110， 温度梯度是5/min， 即可实现由PbBr2 向FAPbBr3的转化。 0065 5)将采用MOCVD制备的GaN外延片用金刚石刀切割成片后在后表面划几刀， 使片子 的外延层暴露出来并涂覆液态金属， 冷凝后形成电极与电源阳极连接， 电源阴极连接金属 片， 形成联通装置， 将联。

38、通装置置于0.3mol/L的低浓度草酸溶液内通直流恒压电源， 腐蚀完 成后， 得到GaN薄膜。 0066 6)将步骤5)剥离的GaN薄膜通过定点转移的方法转移至步骤4)的FAPbBr3单晶片 上， 形成FAPbBr3/GaN异质结。 0067 7)FAPbBr3/GaN异质结上重复步骤3)生长PbBr2单晶片， 制得PbBr2/GaN异质结。 0068 8)使用掩查模版在PbBr2/GaN异质结顶端制备Au电极， 制得导电玻璃/Au电极/ FAPbBr3/GaN/PbBr2/Au电极结构的光电探测器。 0069 对比例1 0070 制备甲基碘化铵(钙钛矿)/GaN单异质结光电探测器， 与实施例。

39、1相比， 仅缺少步骤 7)， 其它实施条件相同。 0071 将实施例1-3及对比例1制得的光电探测器进行性能检测， 结果显示， 实施例1-3所 制得具有双异质结的光电探测器比对比例1制得的具有单异质结的光电探测器具有更大的 宽谱范围、 更高的光响应度、 更小的上升时间和衰减时间。 图3为不同厚度的钙钛矿层的光 学性能(吸收带边)的变化情况， 由图可知， 随着厚度的增加， 钙钛矿层的吸收限不一样， 厚 度越大， 可吸收波长越长。 0072 显然， 本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例， 而 并非是对本发明的具体实施方式的限定。 凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的 任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。 说明书 6/6 页 9 CN 111799378 A 9 图1 图2 说明书附图 1/2 页 10 CN 111799378 A 10 图3 图4 说明书附图 2/2 页 11 CN 111799378 A 11 。