一种高性能自驱动Pb2Nb3O10光电探测器

本发明属于光电探测器，更具体的涉及一种高性能自驱动pb2nb3o10光电探测器。

背景技术：

1、层状氧化物钙钛矿材料是一种重要的多功能材料，由于d轨道电子的强相互作用，具有许多有趣的物理和化学特性。特别感兴趣的是二维氧化物钙钛矿结构。由于它们的多样性特征，通常与它们的块体材料特征不同，为揭示物理学中的新范式和新应用提供了一个良好的平台。目前，通过液相剥离法制备的二维钙钛矿铌酸盐纳米片已引起广泛关注。通过嵌入四丁基氢氧化铵的液相剥离法，可将块体材料的层间空间膨胀至分层点，从而获得胶体纳米片。pb2nb3o10纳米片是一种具有dion-jacobson结构的层状氧化物钙钛矿，其稳定的性质使pb2nb3o10成为更广泛应用的有前途的候选者。例如，先前的研究探索了pb2nb3o10纳米片对析氢和产氧的高催化性能，其中其独特的层状结构提供了丰富的活性位点并促进了反应物迁移。然而，很少有人关注pb2nb3o10纳米片，特别是在光电子领域。因此，探索基于pb2nb3o10纳米片的高效光电检测具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明首次提出pb2nb3o10纳米片在光电探测领域的应用，并实现一种基于肖特基结的高性能自驱动光电探测器，为pb2nb3o10纳米片在光电子器件的应用提供基础。

2、为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：

3、根据本发明的第一个方面,本发明提供一种pb2nb3o10纳米片的制备方法，包括如下步骤：pb2nb3o10纳米片是通过简易的高温固相反应，质子化，液相剥离方法制备的。

4、优选地，将rb2co3、pbo和nb2o5以1.2:4:3的摩尔比混合。将混合物充分研磨1小时。研磨后的混合物转移到刚玉坩埚中，并在1000℃的空气中煅烧24小时。为了进行充分的固态反应，将混合物研磨并再次在1000℃下焙烧24小时。冷却至室温后得rbpb2nb3o10，将rbpb2nb3o10和5m hno3水溶液在室温下缓慢振荡5天，每天更新酸溶液。可获得质子化形式(hpb2nb3o10)。将所得hpb2nb3o10在tbaoh(四丁基氢氧化铵)水溶液中振荡3天。最后通过离心收集得到pb2nb3o10纳米片。

5、根据本发明的第二个方面，本发明提供一种高性能自驱动光电探测器，所述高性能自驱动光电探测器为pb2nb3o10纳米片光电探测器。

6、根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种pb2nb3o10纳米片光电探测器的制备方法，包括如下步骤：pb2nb3o10纳米片光电探测器是通过标准光刻-沉积不对称金属电极来构筑肖特基结自驱动光电探测器。

7、优选地，通过标准光刻-沉积不对称金属电极au和ti来构筑肖特基结自驱动光电探测器。

8、优选地，所述pb2nb3o10纳米片是通过如上pb2nb3o10纳米片的制备方法制备而成。

9、根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种pb2nb3o10纳米片的用途，用于制备高性能自驱动光电探测器。

10、本发明所述的pb2nb3o10纳米片光电探测器的性能：pb2nb3o10纳米片肖特基结器件具有高的整流效应，并具有高的自驱动光电性能。

11、器件的整流效应，pb2nb3o10纳米片器件具有高的整流比(100)。

12、器件的自驱动光电性能，由于不对称的金属电极(au-ti)的肖特基势垒差，pb2nb3o10纳米片器件具有优异的自驱动光电性能，在350

13、nm和0v光照射下，该器件具有高的响应度(5.3a/w)，大的开光比(750)，快的响应速度(0.2/1.2ms)

14、本发明首次提出一种高性能自驱动pb2nb3o10光电探测器，大大拓展pb2nb3o10纳米片在光电子器件中的应用。

15、本发明具有突出优点：

16、1，本发明首次提出pb2nb3o10(pno)纳米片在光电探测器领域的应用。

17、2，本发明基于不对称金属电极，制造并研究了具有各种结构(au-pno-au、au-pno-ti、ti-pno-ti)的单个pno纳米片器件。由于pno纳米片和两个不对称电极之间的较大肖特基势垒差异，au-pno-ti器件表现出高整流因子(～102)。

18、3，au-pno-ti器件显示出出色的自驱动性能，如在350nm光照下的高响应度(5.3a/w)、高探测率(1.9×1012jones)和快的响应速度(0.2/1.2ms)。

技术特征：

1.一种高性能自驱动光电探测器，所述高性能自驱动光电探测器为pb2nb3o10纳米片光电探测器。

2.根据权利要求1所述的高性能自驱动光电探测器，所述高性能自驱动光电探测器为pb2nb3o10纳米片光电探测器，光电探测器采用不对称的金属电极au-ti、au-au或ti-ti。

3.根据权利要求2所述的高性能自驱动光电探测器，其特征在于：光电探测器采用不对称的金属电极au-ti。

4.根据权利要求3所述的高性能自驱动光电探测器，其特征在于：所述pb2nb3o10纳米片光电探测器的整流比为100；

5.根据权利要求1-4任一项所述的高性能自驱动光电探测器的制备方法，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述pb2nb3o10纳米片通过高温固相反应，质子化，液相剥离方法制备。

7.根据权利要求6所述的制备方法，所述pb2nb3o10纳米片通过高温固相反应，质子化，液相剥离方法制备的具体步骤为：将rb2co3、pbo和nb2o5以1.2:4:3的摩尔比混合；将混合物充分研磨1小时；研磨后的混合物转移到刚玉坩埚中，并在1000℃的空气中煅烧24小时；为了进行充分的固态反应，将混合物研磨并再次在1000℃下焙烧24小时；冷却至室温后得rbpb2nb3o10，将rbpb2nb3o10和5mhno3水溶液在室温下缓慢振荡5天，每天更新酸溶液；可获得质子化形式(hpb2nb3o10)；将所得hpb2nb3o10在tbaoh(四丁基氢氧化铵)水溶液中振荡3天，最后通过离心收集得到pb2nb3o10纳米片。

8.一种pb2nb3o10纳米片的用途，其特征在于：用于制备高性能自驱动光电探测器，所述光电探测器采用不对称的金属电极au-ti。

技术总结本发明公开一种新型高性能自驱动Pb<subgt;2</subgt;Nb<subgt;3</subgt;O<subgt;10</subgt;光电探测器及其制备方法，包括如下步骤：(a)Pb<subgt;2</subgt;Nb<subgt;3</subgt;O<subgt;10</subgt;纳米片的制备方法。(b)Pb<subgt;2</subgt;Nb<subgt;3</subgt;O<subgt;10</subgt;纳米片器件的制备方法。(c)Pb<subgt;2</subgt;Nb<subgt;3</subgt;O<subgt;10</subgt;纳米片器件的自驱动光电性能。本发明首次公开一种新型高性能自驱动Pb<subgt;2</subgt;Nb<subgt;3</subgt;O<subgt;10</subgt;光电探测器，该器件具有显著的整流效应和优异的自驱动光电性能。这项工作首次提出高性能Pb<subgt;2</subgt;Nb<subgt;3</subgt;O<subgt;10</subgt;纳米片光电探测器，并为其在光电探测领域的应用奠定基础。技术研发人员：张勇,姚建,康黎星受保护的技术使用者：常熟理工学院技术研发日：技术公布日：2024/7/29