导体CdSe量子点，5为源极电极，6为漏极电极，7为有机绝缘封装层，8为辐照光方向，9为受增强光调控半导体CdSe量子点。
[0033]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种基于金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合结构光控薄膜晶体管的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤S1:选取一硅/ 二氧化硅衬底，所述的硅/ 二氧化硅衬底包括衬底硅以及设置于衬底硅表面的二氧化硅膜； 步骤S2:制备CdSe量子点溶液与金属/有机壳核量子点溶液，将得到的金属量子点核作为等离子激元增强中心，将金属量子点外包有机高分子壳作为隔离层；并在所述硅/二氧化硅衬底上制备一金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合膜层，用以作为导电沟道; 步骤S3:在覆盖有所述金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合膜层的硅/ 二氧化硅衬底上制备金属电极，得到金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合结构光控薄膜晶体管的源极和漏极； 步骤S4:采用有机物封装，制备出基于光控金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合导电沟道的薄膜晶体管，采用光照手段控制导电沟道载流子浓度。2.根据权利要求1所述的一种基于金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合结构光控薄膜晶体管的制备方法，其特征在于:所述步骤S2的具体方法包括以下步骤: 步骤S21:制备CdSe量子点溶液的具体方法为:将氧化镉粉末、1-十四基磷酸以及三正丁基氧化膦排空加热条件下混合后制备成镉前驱体溶液；在惰性气体保护下将砸粉末溶于三丁基膦中，制备得到砸前驱体溶液；将砸前驱体溶液注入至镉前驱体溶液中生产混合溶液，将混合溶液降温至一第一温度后并保温一定时间；保温一定时间后移除热源并将混合溶液冷却降温至一第二温度，向所述混合溶液中注入甲醇溶液，得到相应的纳米晶沉淀，并经过离心、清洗得到CdSe量子点的氯仿或者甲苯溶液； 步骤S22:制备金属量子点溶液:将包括硝酸银与HAuCl4的含金属离子化合物、亚油酸钠、无水乙醇以及亚油酸混合搅拌后依次通过水热反应、反复采用去离子水或无水乙醇高速离心清洗处理得到反应产物，最后将所述反应产物分散到环己烷中即可得到相应的金属量子点溶液； 步骤S23:制备金属/有机壳核量子点溶液:将聚酰胺酸溶液与金属量子点溶液按照比例混合浸泡一定时间后高速离心，并将表面吸附一定量聚酰胺酸分子的金属量子点并采用阶梯热处理温度实现聚酰胺酸的聚酰亚胺化，通过浸泡、高速离心分离和热处理聚酰亚胺化工艺多次循环控制金属量子点表面的聚酰亚胺壳层厚度，形成金属/有机壳核量子点，并将金属/有机壳核量子点分散到环己烷中即可得到金属/有机壳核量子点溶液； 步骤S24:制备金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合膜层:将硅/ 二氧化硅衬底采用硫酸/双氧水溶液高温清洗，再用去离子水清洗2-3次，并采用旋涂工艺将所述步骤S23中制备出的金属/有机壳核量子点溶液与所述步骤S21中制备出的CdSe量子点溶液按照比例混合后旋涂成膜，在二氧化硅膜表面形成一层金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合膜层，制得覆盖有金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合膜层的硅/二氧化硅衬底。3.根据权利要求1所述的一种基于金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合结构光控薄膜晶体管的制备方法，其特征在于:所述步骤S3的具体方法为:在覆盖有金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合膜层的硅/二氧化硅衬底上采用图形化掩膜覆盖蒸镀工艺形成Cr/Au复合金属电极，分别作为金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合结构光控薄膜晶体管的源极和漏极。4.根据权利要求1所述的一种基于金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合结构光控薄膜晶体管的制备方法，其特征在于:所述步骤S4的具体方法为:采用有机物封装工艺，将聚酰胺酸溶液旋涂在覆盖有金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合膜层的硅/二氧化硅衬底表面成膜，并采用阶梯温度热处理方式实现聚酰胺酸的聚酰亚胺化，得到基于金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合结构光控薄膜晶体管。5.根据权利要求2所述的一种基于金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合结构光控薄膜晶体管的制备方法，其特征在于:所述步骤S21中镉前驱体溶液的制备温度为240°C -360°C ;砸前驱体溶液的制备温度为100-220°C ;混合溶液的生成温度为2500C -3300C ;混合溶液保温时间为lmin-20min ;第一温度为220°C -270°C ;第二温度为800C -1400C ;所述CdSe量子点氯仿或者甲苯溶液中CdSe量子点浓度为5?10个/cm3。6.根据权利要求2所述的一种基于金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合结构光控薄膜晶体管的制备方法，其特征在于:所述步骤S22中金属离子化合物:亚油酸钠:无水乙醇:亚油酸=0.3-1.0:1.0-2.0:5-15:0.5-2.5 ;溶液总体积占水热反应釜的40%_60% ；水热反应温度为20°C _200°C;水热处理时间为30min-400min ;所述金属量子点溶液中金属量子点浓度为-10-20个/cm3。7.根据权利要求2所述的一种基于金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合结构光控薄膜晶体管的制备方法，其特征在于:所述步骤S23中聚酰胺酸溶液与金属量子点溶液溶液比例为1-4:1 ;混合溶液浸泡时间为0.5h-24h ;所述的阶梯温度热处理方式为:1200C /lh，180°C /lh，250°C /lh，300°C /Ih ;循环工艺次数为 1-5 次。8.根据权利要求2所述的一种基于金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合结构光控薄膜晶体管的制备方法，其特征在于:所述步骤S24中所述硅/ 二氧化硅衬底的面积为IcmX Icm ;金属/有机壳核量子点溶液与CdSe量子点溶液混合比例为1:1-4 ;金属/有机壳核量子点与CdSe量子点混合溶液旋涂工艺转数为1000-5000rpm。9.根据权利要求3所述的一种基于金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合结构光控薄膜晶体管的制备方法，其特征在于:所述的图形化掩膜覆盖蒸镀工艺为采用图形化的金属掩膜覆盖有金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合膜层的硅/二氧化硅衬底的表面，再在其表面进行蒸镀；所述源极与漏极设置于复合膜层表面，所述的源极和漏极面积均为 200 μ mX 300 μ m，间距为 10 ?50 μ m。10.根据权利要求4所述的一种基于金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合结构光控薄膜晶体管的制备方法，其特征在于:所述的阶梯温度热处理方式为:120°C /lh，180°C /lh，250°C /lh，300°C /lh。
【专利摘要】本发明涉及一种基于金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合结构光控薄膜晶体管的制备方法，利用旋涂成膜工艺技术，在硅/二氧化硅衬底上，制备出金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合膜层，再通过图形化掩膜覆盖蒸镀工艺技术金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合导电沟道层分别形成Cr/Au复合金属电极，引出相应的源极和漏极，再通过旋涂有机物实现对量子点沟道的有效封装和保护，从而制备出新型的基于金属/有机壳核量子点-半导体量子点复合结构光控薄膜晶体管。本发明制备方法新颖，制作成本低且工艺简单，同时可充分利用金属量子点等离子体激元对于光场增强调控作用、复合量子点膜层的量子尺寸效应，从而有效提高光控栅极晶体管的灵敏度。
【IPC分类】H01L51/40, H01L51/30
【公开号】CN104882542
【申请号】CN201510281381
【发明人】杨尊先, 郭太良, 胡海龙, 周雄图, 吕军, 杨洋
【申请人】福州大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月28日