一种基于喷墨打印技术制备量子点光探测阵列器件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于喷墨打印技术制备量子点光探测阵列器件的方法。
【背景技术】
[0002]量子点由于尺寸小，比表面大，量子尺寸效应显著，这使得纳米体系的光、热、电等物理特性与常规的材料不同，出现许多新奇的特性。大量的实验表明，量子点在对于任何小于荧光波长的激发波长具有不同的响应特性。根据这一特性，现有技术中也存在相关的量子点光探测研宄，但是目前研宄制备光探测器存在制备过程复杂，且浪费材料，而喷墨打印技术则存在其他技术所不具备的优势，如采用喷墨完全可以只要在想打印的地方进行打印，不会存在材料浪费的现象，而且由于是打印阵列的形式，后期可以根据需求对光探测器件进行合适的裁剪，这可以说是只有喷墨打印制备的器件所具备的优势。此外，采用喷墨打印机打印量子点光探测器这一工艺存在操作过程简单，可以在任意可打印平面打印电极和量子点，可以应用于工业生产等一系列优点，这对未来的光探测器的大规模应用具有重要应用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种基于喷墨打印技术制备量子点光探测阵列器件的方法，以克服现有技术中存在的缺陷。
[0004]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种基于喷墨打印技术制备量子点光探测阵列器件的方法，其特征在于，采用喷墨打印方法在衬底上分别打印银电极阵列、铜电极阵列以及量子点阵列以制备光探测器件，并对所述光探测器件进行光电性能测试。
[0005]在本发明一实施例中，所述喷墨打印方法按照如下步骤实现:
步骤S1:对用于打印的衬底进行清洗，去除所述衬底的表面杂质；进行等离子处理，以提高打印墨水对所述衬底的浸润；且经等离子处理后，用氮气吹洗所述衬底；
步骤S2:采用80微米的喷头在所述衬底上打印100X10的银电极阵列，其中，所述银电极阵列的X轴点间距为600微米，y轴点间距100微米，所述银电极厚度为40纳米至50纳米，所述银电极的打印宽度为160微米至200微米；
步骤S3:采用80微米的喷头在所述银电极阵列上打印10X100的量子点阵列，且该量子点阵列对应横置于所述银电极阵列上，其中，所述量子点阵列的I轴点间距为900微米，X轴点间距100微米，所述量子点阵列厚度为30纳米至40纳米；
步骤S4:采用80微米的喷头在所述银电极阵列中银电极之间对应打印100x10的铜电极阵列，即所述银电极与所述铜电极阵列中的铜电极交错排列；其中，所述铜电极阵列的X轴点间距为600微米，y轴点间距100微米，所述铜电极阵列的厚度为40纳米至50纳米，所述铜电极的打印宽度为160微米至200微米，相邻的所述银电极与所述铜电极之间距离为100微米至140微米。
[0006]在本发明一实施例中，在所述步骤SI中，对所述衬底进行等离子处理，并采用三氯甲烷进行浸泡，用以提高所述衬底表面粗糙度；所述衬底为普通PET或普通玻璃。
[0007]在本发明一实施例中，在所述步骤S2中，通过将用于打印所述银电极阵列的银电极打印墨水与正丁醇按1:1比例进行混合，用以调节银电极打印墨水的粘度以及张力。
[0008]在本发明一实施例中，在所述步骤S3中，通过将用于打印量子点阵列的量子点打印墨水与正丁烷按1:1比例进行混合，用以调节量子点打印墨水的粘度以及张力；所述量子点打印墨水为CdSe或PbS，且所述量子点打印墨水的浓度为5mg/ml。
[0009]在本发明一实施例中，在所述步骤S4中，通过将用于打印铜电极阵列的铜电极打印墨水与正丁醇按1:1比例进行混合，用以调节铜电极打印墨水的粘度以及张力。
[0010]在本发明一实施例中，在对所述光探测器件进行光电性能测试过程中，在所述银电极阵列和所述铜电极阵列之间加0.5V至3V的电压，且将所述光探测器件分别放置于单色光源下，通过改变所述单色光源的激发波长，对所述光探测器件进行电压-电流测，并获取恒定电压下电流关于发光波长的关系。
[0011]在本发明一实施例中，对所述光探测器件进行光电性能测试过程中，在所述银电极阵列加正电压，在所述铜电极阵列加负电压，通过采用200纳米至1600纳米的激发波长照射所述光探测器件，并利用半导体测试仪进行电压-电流测试。
[0012]在本发明一实施例中，在对所述光探测器件进行光电性能测试过程中，在所述银电极阵列和所述铜电极阵列之间加0.5V至3V的电压，且将所述光探测器件放置于黑暗条件下，对所述光探测器件进行电压-电流测，并获取恒定电压下电流关于发光波长的关系。
[0013]在本发明一实施例中，对所述光探测器件进行光电性能测试过程中，在所述银电极整列加正电压，在所述铜电极阵列加负电压，将所述光探测器件放置在暗室内，利用半导体测试仪进行电压-电流测试。
[0014]相较于现有技术，本发明具有以下有益效果:本发明所提出的一种基于喷墨打印技术制备量子点光探测阵列器件的方法，可控性强，可规模化生产，普适性好，工艺操作简单方便，在制备光探测器过程中所采用的试剂均为商业产品，无需繁琐制备，且所制备光探测器经后续的光电性能测试后，具有良好的可恢复性。
【附图说明】
[0015]图1为本发明一实施例中经基于喷墨打印技术制备量子点光探测阵列器件的方法的流程图。
[0016]图2为本发明一实施例中基板的整体结构示意图。
[0017]图3为本发明一实施例中基板的俯视图。
[0018]图4为本发明一实施例中基板的侧视图。
[0019]图5为本发明一实施例中基板上打印银电极后的整体结构示意图。
[0020]图6为本发明一实施例中基板上打印银电极后的俯视图。
[0021]图7为本发明一实施例中基板上打印银电极后的侧视图。
[0022]图8为本发明一实施例中基板上打印银电极/量子点后的整体结构示意图。
[0023]图9为本发明一实施例中基板上打印银电极/量子点后的俯视图。
[0024]图10为本发明一实施例中基板上打印银电极/量子点后的侧视图。
[0025]图11为本发明一实施例中基板上打印银电极/量子点/铜电极后的整体结构示意图。
[0026]图12为本发明一实施例中基板上打印银电极/量子点/铜电极后的俯视图。
[0027]图13为本发明一实施例中基板上打印银电极/量子点/铜电极后的侧视图 【标号说明】:1_基板；2_银电极；3_量子点；4_铜电极。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
[0029]本发明提供一种基于喷墨打印技术制备量子点光探测阵列器件的方法，采用喷墨打印方法在衬底上分别打印银电极阵列、铜电极阵列以及量子点阵列以制备光探测器件，并对所述光探测器件进行光电性能测试。
[0030]进一步的，在本实施例中，如图1所示，所述喷墨打印方法按照如下步骤实现，且图11为所制备的光探测器件的整体结构示意图:
步骤S1:对衬底处理:对用于打印的衬底进行清洗，去除所述衬底的表面杂质；进行等离子处理，以提高打印墨水对所述衬底的浸润；且经等离子处理后，用氮气吹洗所述衬底；在本实施例中，对所述衬底进行等离子处理，并采用三氯甲烷进行浸泡，用以提高所述衬底表面粗糙度；所述衬底为普通PET或普通玻璃，如图2~图4所示，分别为基板I或衬底的整体结构示意图、俯视图以及侧视图。
[0031]步骤S2:银电极阵列的制备:采用80微米的喷头在所述衬底上打印100X 10的银电极阵列，其中，所述银电极阵列的X轴点间距为600微米，y轴点间距100微米，所述银电极厚度为43纳米，所述银电极的打印宽度为180微米；在本实施例中，通过将用于打印所述银电极阵列的银电极打印墨水与正丁醇按1:1比例进行混合，用以调节银电极打印墨水的粘度以及张力；如图5~7所示，为基板I上打印银电极2后的整体结构示意图、俯视图以及侧视图。
[0032]步骤S3:量子点阵列的制备:采用80微米的喷头在所述银电极阵列上打印10X100的量子点阵列，且该量子点阵列对应横置于所述银电极阵列上，其中，所述量子点阵列的I轴点间距为900微米，X轴点间距100微米，所述量子点阵列厚度为30纳米至40纳米；在本实施例中，通过将用于打印量子点阵列的量子点打印墨水与正丁烷按1:1比例进行混合，用以调节量子点打印墨水的粘度以及张力；所述量子点打印墨水为CdSe或PbS，且所述量子点打印墨水的浓度为5mg/ml ;如图8~10所示，为基板I上打印银电极2/量子点3后的整体结构示意图、俯视图以及侧视图。
[0033]步骤S4:器件电极的铜电极的制备:采用80微米的喷头在所述银电极阵列中银电极之间对应打印100x10的铜电极阵列，即所述银电极与所述铜电极阵列中的铜电极交错排列；其中，所述铜电极阵列的X轴点间距为60