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专利号: 2021103402054
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用MXene‑GaN肖特基结的MSM多量子阱光电探测器,其特征在于,包括生长基底,所述生长基底为图形化蓝宝石衬底结构,所述生长基底表面上由下至上连接有GaN薄膜层、n型GaN薄膜层、GaN‑InGaN组合层和MXene材料层。

2.根据权利要求1所述的利用MXene‑GaN肖特基结的MSM多量子阱光电探测器,其特征在于,所述GaN‑InGaN组合层设置有多层,每层GaN‑InGaN组合层均由位于上方的GaN层和位于下方的InGaN层相互连接组成。

3.根据权利要求1所述的利用MXene‑GaN肖特基结的MSM多量子阱光电探测器,其特征在于,所述GaN薄膜层由未掺杂GaN组成,GaN薄膜层的厚度为2.2μm~2.6μm。

4.根据权利要求1所述的利用MXene‑GaN肖特基结的MSM多量子阱光电探测器,其特征在于,所述n型GaN薄膜层的厚度为1.4μm~1.6μm。

5.一种利用MXene‑GaN肖特基结的MSM多量子阱光电探测器制备方法,其特征在于,包括如下步骤:a.将图形化蓝宝石衬底结构作为探测器生长基底;

b.在步骤a的生长基底上生长GaN薄膜;

c.在步骤b的GaN薄膜上生长n型GaN薄膜;

d.在步骤c的n型GaN薄膜上生长多层的GaN‑InGaN组合层;

e.制备MXene材料,在步骤d的多层GaN‑InGaN组合层表面上覆盖Ti3C2TxMXene薄膜。

6.根据权利要求5所述的利用MXene‑GaN肖特基结的MSM多量子阱光电探测器制备方法,其特征在于,所述步骤d中GaN‑InGaN组合层结构的生长方法为:通过金属有机化合物气相沉积在图形化的蓝宝石衬底上异质外延生长GaN‑InGaN多量子阱,包括如下步骤:①生长铟含量约为25%、厚度为3nm的InGaN量子阱层;

②在步骤①的条件下,在60秒内使温度升高100℃,以此生长10nm高温GaN势垒;

③以生长的材料作为基础,重复步骤①、②,最终形成多个周期的GaN‑InGaN多量子阱结构。

7.根据权利要求5所述的利用MXene‑GaN肖特基结的MSM多量子阱光电探测器制备方法,其特征在于,所述步骤e中MXene材料的制备方法包括如下步骤:S1、制备Ti3C2TxMXene水溶液;

S2、制备Ti3C2TxMXene薄膜层。

8.根据权利要求7所述的利用MXene‑GaN肖特基结的MSM多量子阱光电探测器制备方法,其特征在于,所述步骤S1制备Ti3C2TxMXene水溶液包括如下步骤:(1)在5分钟的时间内,将0.67g的LiF溶于6mol/L的10mL HCl溶液中,并持续搅拌;

(2)将1g的Ti3AlC2 MAX粉末添加到蚀刻剂中,然后在室温下磁力搅拌24h;

(3)在所述步骤(2)的条件下,将所获得的酸性混合物转移至离心管并以3500rpm的转速离心;

(4)将获得的悬浮液用去离子水反复洗涤,并离心直至达到中性pH;

(5)在所述步骤(4)的条件下,收集沉淀物,使其在去离子水中重新分散,并在氩气气氛下超声处理3小时;

(6)将溶液以3500rpm的转速离心1h,得到的上清液即所需的Ti3C2TxMXene水溶液。

9.根据权利要求7所述的利用MXene‑GaN肖特基结的MSM多量子阱光电探测器制备方法,其特征在于,所述步骤S2制备Ti3C2TxMXene薄膜层包括如下步骤:

1)用去离子水洗涤晶片;

2)当晶片仍然潮湿时,在其上粘贴带有电极形孔的聚氯乙烯静电膜;

3)待去离子水干燥后,将步骤S1中制备好的Ti3C2Tx MXene溶液滴在掩模上以覆盖孔,等待MXene溶液自然干燥;

4)在孔中形成Ti3C2Tx MXene膜后,除去PVC静电膜,将探测器器件放进氩气氛中,于300℃进行退火,得到Ti3C2TxMXene薄膜。