基于肖特基电极和碘化铅的自驱动辐射探测器及制备方法

专利主权项内容

1.基于肖特基电极和碘化铅的自驱动辐射探测器，其特征在于，包括衬底层、碘化铅材料层、绝缘保护材料层、第一电极和第二电极，所述碘化铅材料层设置在衬底层上，第一电极和第二电极分别设置在碘化铅材料层的上下两侧或左右两侧，第一电极和第二电极为不同功函数材料，绝缘保护材料层将碘化铅材料层、第一电极、第二电极包覆在衬底层上；所述碘化铅材料层为碘化铅单晶材料层或碘化铅多晶膜层；当第一电极和第二电极位于碘化铅材料层左右两侧时，第一电极和第二电极在碘化铅材料远离衬底层一侧的两端还设置有平行于衬底层的固定部，该固定部用于与绝缘保护材料层配合将碘化铅材料固定于衬底层上；其中，所述第一电极和第二电极的材料为Ag、Ti、Cr、W、Mo、Au、Pd、Ni、Pt、Al或它们的合金，且它们不同时为同一种材料；所述基于肖特基电极和碘化铅的自驱动辐射探测器的制备方法，包括如下步骤：(1)对作为衬底层的石英玻璃进行清洗，并用氮气吹干并烘烤备用；(2)将碘化铅粉末和去离子水加入到聚四氟乙烯水热釜中，从室温加热到200℃，升温时间为6h；在200℃条件下保温6h；通过设置降温时间4-180h可获得不同厚度和大小的碘化铅单晶材料，作为碘化铅单晶材料层；(3)将上述步骤(2)获得的碘化铅单晶材料层置于步骤(1)烘干备用的衬底层上，用高温绝缘胶带挡住相应部分，剩余部分作为Mo电极材料沉积位置；利用直流磁控溅射镀膜工艺，以纯度为 99.99％的Mo靶为材料，抽真空度高于4×10-4Pa 的条件下，通氩气调控气压为0.2Pa，功率165W，在碘化铅半导体辐射吸收材料层上未被胶带覆盖的部分镀 300nm 的Mo作为第一电极；(4)在第一电极上制备导电引线，同时用高温绝缘胶带覆盖保护第一电极和引线，去掉第一电极对面第二电极所在位置的高温绝缘胶带，通过溅射镀300nm Au，作为第二电极，并制备第二电极引线供测试；(5)配置道康宁10 : 1的PDMS固化胶体，并真空去除气泡，在氮气气氛下的真空手套箱中，去除高温绝缘胶带形成沟道，并在器件表面滴加PDMS固化胶体材料，将碘化铅半导体辐射吸收材料层、第一电极和第二电极包覆，形成绝缘保护材料层，并在加热板上保持60℃固化24h；其中，第一电极和衬底层整体采用导电玻璃，碘化铅材料层设置在导电玻璃上，碘化铅材料层上侧设置第二电极，第二电极材料采用Ag、Ti、Cr、W、Mo、Au、Pd、Ni、Pt、Al或它们的合金；所述基于肖特基电极和碘化铅的自驱动辐射探测器的制备方法，包括如下步骤：(1)将ITO导电玻璃基片用依次用去离子冲洗 5 次、丙酮超声10分钟、酒精超声10分钟、异丙醇超声10分钟后，然后用氮气枪吹干后120℃烘烤3h备用；(2)通过真空热蒸发在ITO导电玻璃基片上制备碘化铅多晶膜层，当真空气压为5×10-4Pa时，保持碘化铅粉末热源温度280℃，ITO导电玻璃衬底温度210℃，密闭蒸镀碘化铅多晶膜材料，同时通过云母板保护做引线位置的ITO电极材料，之后，通过机械抛光获得厚度为150μm的碘化铅多晶膜层；(3)采用高温绝缘胶带取代云母板作为ITO电极材料引线位置的保护层；(4)利用直流磁控溅射镀膜工艺，以纯度为 99.99％的Mo靶为材料，抽真空度高于4×10-4Pa 的条件下，通氩气调控气压为0.2Pa，功率165W，在碘化铅多晶膜层上镀 300nm 的Mo作为第二电极；(5)配置道康宁10 : 1的PDMS固化胶体，并真空去除气泡；去除高温绝缘胶带，分别制备ITO电极材料和Mo电极材料的引线，进一步在氮气气氛下的真空手套箱中，在器件表面滴加PDMS固化胶体材料，并在加热板上保持60℃固化24h，形成绝缘保护材料层，将碘化铅多晶膜层、第一电极和第二电极包覆，获得辐射探测器。