一種基于噴墨打印技術(shù)制備量子點光探測陣列器件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于噴墨打印技術(shù)制備量子點光探測陣列器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]量子點由于尺寸小，比表面大，量子尺寸效應(yīng)顯著，這使得納米體系的光、熱、電等物理特性與常規(guī)的材料不同，出現(xiàn)許多新奇的特性。大量的實驗表明，量子點在對于任何小于熒光波長的激發(fā)波長具有不同的響應(yīng)特性。根據(jù)這一特性，現(xiàn)有技術(shù)中也存在相關(guān)的量子點光探測研宄，但是目前研宄制備光探測器存在制備過程復雜，且浪費材料，而噴墨打印技術(shù)則存在其他技術(shù)所不具備的優(yōu)勢，如采用噴墨完全可以只要在想打印的地方進行打印，不會存在材料浪費的現(xiàn)象，而且由于是打印陣列的形式，后期可以根據(jù)需求對光探測器件進行合適的裁剪，這可以說是只有噴墨打印制備的器件所具備的優(yōu)勢。此外，采用噴墨打印機打印量子點光探測器這一工藝存在操作過程簡單，可以在任意可打印平面打印電極和量子點，可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)等一系列優(yōu)點，這對未來的光探測器的大規(guī)模應(yīng)用具有重要應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于噴墨打印技術(shù)制備量子點光探測陣列器件的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于噴墨打印技術(shù)制備量子點光探測陣列器件的方法，其特征在于，采用噴墨打印方法在襯底上分別打印銀電極陣列、銅電極陣列以及量子點陣列以制備光探測器件，并對所述光探測器件進行光電性能測試。
[0005]在本發(fā)明一實施例中，所述噴墨打印方法按照如下步驟實現(xiàn):
步驟S1:對用于打印的襯底進行清洗，去除所述襯底的表面雜質(zhì)；進行等離子處理，以提高打印墨水對所述襯底的浸潤；且經(jīng)等離子處理后，用氮氣吹洗所述襯底；
步驟S2:采用80微米的噴頭在所述襯底上打印100X10的銀電極陣列，其中，所述銀電極陣列的X軸點間距為600微米，y軸點間距100微米，所述銀電極厚度為40納米至50納米，所述銀電極的打印寬度為160微米至200微米；
步驟S3:采用80微米的噴頭在所述銀電極陣列上打印10X100的量子點陣列，且該量子點陣列對應(yīng)橫置于所述銀電極陣列上，其中，所述量子點陣列的I軸點間距為900微米，X軸點間距100微米，所述量子點陣列厚度為30納米至40納米；
步驟S4:采用80微米的噴頭在所述銀電極陣列中銀電極之間對應(yīng)打印100x10的銅電極陣列，即所述銀電極與所述銅電極陣列中的銅電極交錯排列；其中，所述銅電極陣列的X軸點間距為600微米，y軸點間距100微米，所述銅電極陣列的厚度為40納米至50納米，所述銅電極的打印寬度為160微米至200微米，相鄰的所述銀電極與所述銅電極之間距離為100微米至140微米。
[0006]在本發(fā)明一實施例中，在所述步驟SI中，對所述襯底進行等離子處理，并采用三氯甲烷進行浸泡，用以提高所述襯底表面粗糙度；所述襯底為普通PET或普通玻璃。
[0007]在本發(fā)明一實施例中，在所述步驟S2中，通過將用于打印所述銀電極陣列的銀電極打印墨水與正丁醇按1:1比例進行混合，用以調(diào)節(jié)銀電極打印墨水的粘度以及張力。
[0008]在本發(fā)明一實施例中，在所述步驟S3中，通過將用于打印量子點陣列的量子點打印墨水與正丁烷按1:1比例進行混合，用以調(diào)節(jié)量子點打印墨水的粘度以及張力；所述量子點打印墨水為CdSe或PbS，且所述量子點打印墨水的濃度為5mg/ml。
[0009]在本發(fā)明一實施例中，在所述步驟S4中，通過將用于打印銅電極陣列的銅電極打印墨水與正丁醇按1:1比例進行混合，用以調(diào)節(jié)銅電極打印墨水的粘度以及張力。
[0010]在本發(fā)明一實施例中，在對所述光探測器件進行光電性能測試過程中，在所述銀電極陣列和所述銅電極陣列之間加0.5V至3V的電壓，且將所述光探測器件分別放置于單色光源下，通過改變所述單色光源的激發(fā)波長，對所述光探測器件進行電壓-電流測，并獲取恒定電壓下電流關(guān)于發(fā)光波長的關(guān)系。
[0011]在本發(fā)明一實施例中，對所述光探測器件進行光電性能測試過程中，在所述銀電極陣列加正電壓，在所述銅電極陣列加負電壓，通過采用200納米至1600納米的激發(fā)波長照射所述光探測器件，并利用半導體測試儀進行電壓-電流測試。
[0012]在本發(fā)明一實施例中，在對所述光探測器件進行光電性能測試過程中，在所述銀電極陣列和所述銅電極陣列之間加0.5V至3V的電壓，且將所述光探測器件放置于黑暗條件下，對所述光探測器件進行電壓-電流測，并獲取恒定電壓下電流關(guān)于發(fā)光波長的關(guān)系。
[0013]在本發(fā)明一實施例中，對所述光探測器件進行光電性能測試過程中，在所述銀電極整列加正電壓，在所述銅電極陣列加負電壓，將所述光探測器件放置在暗室內(nèi)，利用半導體測試儀進行電壓-電流測試。
[0014]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明所提出的一種基于噴墨打印技術(shù)制備量子點光探測陣列器件的方法，可控性強，可規(guī)模化生產(chǎn)，普適性好，工藝操作簡單方便，在制備光探測器過程中所采用的試劑均為商業(yè)產(chǎn)品，無需繁瑣制備，且所制備光探測器經(jīng)后續(xù)的光電性能測試后，具有良好的可恢復性。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一實施例中經(jīng)基于噴墨打印技術(shù)制備量子點光探測陣列器件的方法的流程圖。
[0016]圖2為本發(fā)明一實施例中基板的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明一實施例中基板的俯視圖。
[0018]圖4為本發(fā)明一實施例中基板的側(cè)視圖。
[0019]圖5為本發(fā)明一實施例中基板上打印銀電極后的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為本發(fā)明一實施例中基板上打印銀電極后的俯視圖。
[0021]圖7為本發(fā)明一實施例中基板上打印銀電極后的側(cè)視圖。
[0022]圖8為本發(fā)明一實施例中基板上打印銀電極/量子點后的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖9為本發(fā)明一實施例中基板上打印銀電極/量子點后的俯視圖。
[0024]圖10為本發(fā)明一實施例中基板上打印銀電極/量子點后的側(cè)視圖。
[0025]圖11為本發(fā)明一實施例中基板上打印銀電極/量子點/銅電極后的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖12為本發(fā)明一實施例中基板上打印銀電極/量子點/銅電極后的俯視圖。
[0027]圖13為本發(fā)明一實施例中基板上打印銀電極/量子點/銅電極后的側(cè)視圖 【標號說明】:1_基板；2_銀電極；3_量子點；4_銅電極。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行具體說明。
[0029]本發(fā)明提供一種基于噴墨打印技術(shù)制備量子點光探測陣列器件的方法，采用噴墨打印方法在襯底上分別打印銀電極陣列、銅電極陣列以及量子點陣列以制備光探測器件，并對所述光探測器件進行光電性能測試。
[0030]進一步的，在本實施例中，如圖1所示，所述噴墨打印方法按照如下步驟實現(xiàn)，且圖11為所制備的光探測器件的整體結(jié)構(gòu)示意圖:
步驟S1:對襯底處理:對用于打印的襯底進行清洗，去除所述襯底的表面雜質(zhì)；進行等離子處理，以提高打印墨水對所述襯底的浸潤；且經(jīng)等離子處理后，用氮氣吹洗所述襯底；在本實施例中，對所述襯底進行等離子處理，并采用三氯甲烷進行浸泡，用以提高所述襯底表面粗糙度；所述襯底為普通PET或普通玻璃，如圖2~圖4所示，分別為基板I或襯底的整體結(jié)構(gòu)示意圖、俯視圖以及側(cè)視圖。
[0031]步驟S2:銀電極陣列的制備:采用80微米的噴頭在所述襯底上打印100X 10的銀電極陣列，其中，所述銀電極陣列的X軸點間距為600微米，y軸點間距100微米，所述銀電極厚度為43納米，所述銀電極的打印寬度為180微米；在本實施例中，通過將用于打印所述銀電極陣列的銀電極打印墨水與正丁醇按1:1比例進行混合，用以調(diào)節(jié)銀電極打印墨水的粘度以及張力；如圖5~7所示，為基板I上打印銀電極2后的整體結(jié)構(gòu)示意圖、俯視圖以及側(cè)視圖。
[0032]步驟S3:量子點陣列的制備:采用80微米的噴頭在所述銀電極陣列上打印10X100的量子點陣列，且該量子點陣列對應(yīng)橫置于所述銀電極陣列上，其中，所述量子點陣列的I軸點間距為900微米，X軸點間距100微米，所述量子點陣列厚度為30納米至40納米；在本實施例中，通過將用于打印量子點陣列的量子點打印墨水與正丁烷按1:1比例進行混合，用以調(diào)節(jié)量子點打印墨水的粘度以及張力；所述量子點打印墨水為CdSe或PbS，且所述量子點打印墨水的濃度為5mg/ml ;如圖8~10所示，為基板I上打印銀電極2/量子點3后的整體結(jié)構(gòu)示意圖、俯視圖以及側(cè)視圖。
[0033]步驟S4:器件電極的銅電極的制備:采用80微米的噴頭在所述銀電極陣列中銀電極之間對應(yīng)打印100x10的銅電極陣列，即所述銀電極與所述銅電極陣列中的銅電極交錯排列；其中，所述銅電極陣列的X軸點間距為60