專利名稱：基于宏觀長度的氧化層包裹銅納米線的光電導傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光電導傳感器件，尤其涉及一種基于宏觀長度的氧化層包裹銅納米線的光電傳感器。
背景技術：
利用宏觀體材料設計和制作的光電傳感器已經廣泛應用于各個領域，如金屬-金屬異質結、金屬-半導體復合材料異質結、半導體-半導體復合材料異質結等等。文獻資料表明，金屬及其氧化物納米材料具有不同于宏觀體材料的特殊能級結構和優(yōu)異的電子學性能，而且目前合成制備金屬及其氧化物納米材料的成熟技術也多種多樣，例如文獻[Wu H，Lin DD，andPan W，APPLIED PHYSICS LETTERS 2006，89133125]，[Cao Y，Liu W，Sun JL，Han YP，ZhangJH，Liu S，and Sun HS，NANOTECHNOLOGY 2006，172378-2380]，[Zhang JH，Sun JL，Liu W，Shi S，Sun HS，and Guo JH，NANOTECHNOLOGY 2005，162030-2032]，[Xu XJ，Fei GT，WangXW，Jin Z，Yu WH，and Zhang LD，MATERIALS LETTERS 2007，6119-22]，[Riveros G，GreenS，Cortes A，Gomez H，Marotti RE，and Dalchiele EA，NANOTECHNOLOGY 2006，17561-570]，[Tokuda N，Sasaki N，Watanabe H，Miki K，Yamasaki S，Hasunuma R，and Yamabe K，JOURNAL0F PHYSICAL CHEMISTRY B 2005，10912655-12657]，[Choi JS，Sauer G，Goring P，NielschK，Wehrspohn RB，and Gosele U，JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY 2003，131100-1103]和[中國發(fā)明專利，專利號ZL 03104876.5，ZL 03104878.1，和ZL 03137253.8]中均有相關的報道。然而，如何利用金屬及其氧化物納米材料的優(yōu)異性能設計開發(fā)出結構簡單，性能優(yōu)異的新型光電傳感器是目前急需解決的技術問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于宏觀長度的氧化層包裹銅納米線的光電導傳感器，旨在利用氧化層包裹的銅納米線簇所具有的特殊光電子學性能，開發(fā)研制一種結構簡單，制作方便，其響應速度快的光電導傳感器。
本發(fā)明的技術方案如下一種基于宏觀長度的氧化層包裹銅納米線的光電導傳感器，其特征在于該光電導傳感器含有一段宏觀長度的具有氧化亞銅包裹層的銅納米線簇，該具有氧化亞銅包裹層的宏觀長銅納米線簇的兩端分別與兩電極相連接，并且具有氧化亞銅包裹層的宏觀長銅納米線簇和連接它的電極端一起被真空封裝于石英套管內，在石英套管外部伸出兩電極的另一端作為引線。
本發(fā)明所提供的光電導傳感器具有結構簡單，制作方便。由于該器件具有較快的光電響應速度和較大的光電導變化率，即具有較高的光電響應靈敏度，因此，這種器件在未來的高分辨光電子學探測技術領域中具有十分廣闊的應用前景。


圖1為本發(fā)明提供的基于宏觀長度的氧化層包裹銅納米線的光電導傳感器的結構示意圖。
圖2為本發(fā)明所使用的宏觀長銅納米線簇的掃描電子顯微鏡圖像。
圖3為本發(fā)明所使用的經氧化處理后的氧化層包裹銅納米線的X射線光電子能譜分析結果圖。
圖4是本發(fā)明提供的基于宏觀長度的氧化層包裹銅納米線的光電導傳感器實施例中，光致電導變化對時間的響應曲線。
圖5是本發(fā)明提供的基于宏觀長度的氧化層包裹銅納米線的光電導傳感器實施例中，照射光強度與光致電導的關系曲線。
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明提供的基于宏觀長度的氧化層包裹銅納米線的光電導傳感器的結構示意圖。該光電導傳感器含有宏觀長度的具有氧化亞銅包裹層的銅納米線簇，它是利用銀膠將具有宏觀長度的銅納米線簇2的兩端與兩金屬電極3相連接構成回路，然后在回路中通以適當的電流，使銅納米線表面在空氣中氧化形成氧化亞銅包裹層。將處理后的具有氧化亞銅包裹層的宏觀長銅納米線簇2和連接它的電極端真空封裝于石英套管1內，并在套管1的外部留出電極3的另一端作為引線。所述的電極3可采用金、銀、銅等金屬制作。工作時，把兩電極引線和電信號檢測設備相連接，當有光束照射在具有氧化亞銅包裹層的銅納米線簇2的中央位置時，電路中電導數值會發(fā)生顯著變化，其光電導數值的變化依賴于入射光的強度，即當光強增加時，光電導數值也會增加，反之，當光強減小時，光電導數值也會減小。
下面舉出一個具體的實施例進一步說明本發(fā)明。
本發(fā)明首先利用銀膠將約1厘米長銅納米線簇的兩端粘接在兩根銅電極的頂端構成回路，然后在回路中通以毫安級的電流，使銅納米線表面在空氣中緩慢氧化形成銅氧化物包裹層，同時監(jiān)測回路的電阻阻值的變化，當電阻達到10兆歐時，停止氧化處理。將處理后的具有氧化物包裹層的宏觀長銅納米線簇和連接它的電極端真空封裝于石英套管內，并在套管的外部留出電極的另一端作為引線，構成光電導傳感器。關于本實施例所用的銅納米線簇的制備技術在[文獻Zhang JH，Sun JL，Liu W，Shi S，Sun HS，and Guo JH，NANOTECHNOLOGY 2005，162030-2032]，[Zhang JH，Liu W，Sun JL，Sun HS，and Guo JH，Materials Science&Engineering A 2006，433257-260]和[中國發(fā)明專利，專利號ZL 03104878.1]中均有相關的報道。實施例所用的銅納米線簇的掃描電子顯微鏡照片(如圖2所示)表明銅納米線排列方向比較一致。經過氧化處理后的銅納米線簇的X射線光電子能譜分析結果(如圖3所示)表明在銅納米線簇表面形成的氧化層為氧化亞銅。當光電導傳感器工作時，用導線把兩電極引線和電信號檢測設備(K2400型測量源表)相連接構成回路。用波長為532納米、功率為120毫瓦的激光光束照射在具有氧化亞銅包裹層的銅納米線簇的中央位置時，回路中可產生顯著的光致電導變化(如圖4所示)，且該光電導傳感器的光電響應速度很快，圖4的結果表明其光電響應時間在毫秒量級以下。該光電導的數值強烈依賴于入射光的光強，即當光強增加時，光致電導數值也會增加，反之，當光強減小時，光致電導數值也會減小(如圖5所示)。在所測量的光強范圍內，回路中電導的變化率可達80％。
權利要求
1.一種基于宏觀長度的氧化層包裹銅納米線的光電導傳感器，其特征在于該光電導傳感器含有宏觀長度的具有氧化亞銅包裹層的銅納米線簇(2)，該具有氧化亞銅包裹層的宏觀長銅納米線簇(2)的兩端分別與兩電極(3)相連接，并且具有氧化亞銅包裹層的宏觀長銅納米線簇(2)和連接它的電極端一起真空封裝于石英套管(1)內，在石英套管外部伸出兩電極的另一端作為引線。
全文摘要
基于宏觀長度的氧化層包裹銅納米線的光電導傳感器，涉及一種具有氧化亞銅包裹層的宏觀長銅納米線簇的光電導傳感器件。它是利用銀膠將宏觀長銅納米線簇的兩端與兩金屬電極相連接構成回路，然后在回路中通以適當的電流，使銅納米線表面在空氣中氧化形成銅氧化物包裹層。將處理后的納米線簇和連接它的電極端真空封裝于石英套管內，并在套管外部留出電極的另一端作為引線。工作時，把兩電極引線和電信號檢測設備相連接，當有光束照射在納米線簇的中央位置時，電路中電導會發(fā)生顯著變化，其光電導的數值依賴于入射光的強度，即當光強增加時，光電導數值也會增加，反之，當光強減小時，光電導數值也會減小，且其光電響應速度很快。
文檔編號H01L31/0264GK101026197SQ20071006494
公開日2007年8月29日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權日2007年3月30日
發(fā)明者孫家林, 朱嘉麟, 許佳, 郭繼華 申請人:清華大學