一种氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器及其制备方法.pdf

(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CN109000790A(43)申请公布日2018.12.14(21)申请号201810535341.7(22)申请日2018.05.30(71)申请人张紫菡地址310018浙江省杭州市西湖区天目山路34号2室(72)发明人张紫菡(51)Int.Cl.G01J1/42(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器及其制备方法，由α-Ga2O3纳米柱阵列、非晶SiC薄膜、玻璃纤维布衬底以及Ti/Au薄膜电极组成，所述α-Ga2O3纳米柱阵列与非晶SiC薄膜之间形成异质结，形成内建电场，可分离光生载流子；所述α-Ga2O3纳米柱阵列位于非晶SiC薄膜上方，所述非晶SiC薄膜位于玻璃纤维布衬底上方；Ti/Au薄膜电极为两个，分别位于α-Ga2O3纳米柱阵列和非晶SiC薄膜上方，其中Au薄膜位于Ti薄膜的上方。该探测器为MSSM型Ti/Au/α-Ga2O3/SiC/Ti/Au异质结纳米阵列柔性日盲紫外火焰探测器件。该异质结器件在-5V偏压下，可探测200-280nm的日盲紫外光，可弯曲和折叠，并且性能稳定，在可穿戴设备、智能纺织品和室外火焰探测等领域具有很大的应用前景。CN109000790ACN109000790A权利要求书1/1页1.一种氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器，其特征在于，由α-Ga2O3纳米柱阵列、非晶SiC薄膜、玻璃纤维布衬底以及Ti/Au薄膜电极组成，所述α-Ga2O3纳米柱阵列与非晶SiC薄膜之间形成异质结，形成内建电场，可分离光生载流子；所述α-Ga2O3纳米柱阵列位于非晶SiC薄膜上方，所述非晶SiC薄膜位于玻璃纤维布衬底上方；Ti/Au薄膜电极为两个，分别位于α-Ga2O3纳米柱阵列和非晶SiC薄膜上方，其中Au薄膜位于Ti薄膜的上方。2.根据权利要求1所述的氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器，其特征在于，所述非晶SiC薄膜厚度为0.5-1.0μm，α-Ga2O3纳米柱的直径为50-100nm，高度为300-500nm。3.根据权利要求1所述的氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器，其特征在于，所述Ti薄膜的厚度为30-50nm，Au薄膜的厚度为60-80nm。4.根据权利要求1或2或3所述的氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器，其特征在于，所述α-Ga2O3纳米柱阵列的分布面积小于非晶SiC薄膜的面积，位于非晶SiC薄膜上方的Ti/Au薄膜电极与α-Ga2O3纳米柱阵列位于非晶SiC薄膜的同一侧。5.一种权利要求1所述的氧化镓基柔性日盲紫外火焰探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，对玻璃纤维布衬底进行清洗，清洗过程如下：将衬底依次浸泡到丙酮、乙醇、去离子水中各超声10分钟，取出后再用去离子水冲洗，最后用干燥的N2气吹干，待用；步骤二，把SiC和Ga2O3靶材分别放置在磁控溅射沉积系统的两个靶台位置，将步骤一处理后的玻璃纤维布衬底固定在样品托上，放进真空腔；步骤三，SiC薄膜的制备：将腔体抽真空，调整真空腔内的压强，通入氩气，加热玻璃纤维布衬底，利用磁控溅射法沉积一层SiC薄膜，即形成SiC薄膜/玻璃纤维布衬底，取出待用，其中，SiC靶材与玻璃纤维布衬底的距离设定为5厘米，抽真空后腔体压强为1×10-6Pa，加热玻璃纤维布衬底时腔体压强为1.0-1.5Pa；步骤四，将步骤三所得SiC薄膜/玻璃纤维布衬底放置于加热台，设置加热台的温度为100℃，将一粒Ga金属放置于SiC薄膜上方，待镓金属融化，利用载玻片将液体Ga金属压印成片，即形成加热Ga/SiC/玻璃纤维布衬底，冷却后，放入磁控溅射沉积系统的样品托上；步骤五，α-Ga2O3纳米柱阵列的制备：将腔体抽真空，通入氩气，调整真空腔内的压强，再通入氧气，加热Ga/SiC/玻璃纤维布衬底，开启Ga2O3靶射频电源，利用磁控溅射法在镓金属片表面的镓液滴上原位生长α-Ga2O3纳米柱阵列，其中，Ga2O3靶材与Ga/SiC/玻璃纤维布衬底的距离设定为5厘米，抽真空后腔体压强为1×10-4Pa，通入氩气后，真空腔的压强为0.8-1.0Pa，通入氧气后，真空腔的压强调整为103Pa；步骤六，利用掩膜版并通过射频磁控溅射技术在α-Ga2O3纳米柱阵列和SiC薄膜上面沉积一层Ti/Au薄膜作为上下电极，其中，溅射工艺条件：抽真空后腔体压强为1×10-4Pa，衬底温度为室温，工作气氛为Ar气，工作气压为0.8-1.0Pa，溅射功率为60-80W，Ti和Au薄膜的溅射时间分别为2和5min。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述的步骤三中沉积一层SiC薄膜时玻璃纤维布衬底的加热温度