基于有机场效应管紫外探测器及其制备方法

1.本发明涉及一种基于有机场效应管紫外探测器，属于光探测器制备技术领域。


背景技术：

2.光电探测器是一种能够将光辐射信号转换成电信号的器件。场效应管紫外探测器是指将场效应管作为探测单元制备的紫外探测器，包括衬底、介电层、半导体层和调控层，具有结构简单，灵敏度高等优势。有机场效应管紫外探测器是指其介电层、半导体层和调控层为有机材料。
3.有机场效应管紫外探测器相比于电阻式紫外探测器，具有灵敏度高、室温工作、易于集成以及独立的多参数来提高选择性等优点。另外，有机材料本身所具备的质轻、价廉、具有柔性、制备方法简单、种类多、性能可通过分子设计进行调整等优势，使得在有机场效应管紫外探测器探测器领域一直倍受人们关注。
4.现有有机场效应管紫外探测器的介电层和半导体层在制备过程中大量使用了氯苯、甲苯、氯仿以及苯甲醚等有毒试剂，不能满足环保电子材料的要求，无法实现绿色工艺。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：解决目前有机场效应管紫外探测器存在的制备过程中需要使用有毒试剂、无法实现绿色工艺的技术问题，提供一种采用生物材料作为介电层、混合材料调控层的有机场效应管紫外探测器及其制备方法。
6.为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：基于有机场效应管紫外探测器，包括：位于最底层的衬底；设置于所述衬底表面的栅电极；设置于所述衬底和所述栅电极上面的介电层，所述介电层的材料为生物介电材料；设置于所述介电层上面的半导体层，所述半导体层的材料为半导体材料与介电材料的混合材料，所述半导体材料与所述介电材料的质量比例为1:1；设置于半导体层上面的调控层，所述调控层的材料为生物介电材料与真黑色素的混合物，所述真黑色素相对于所述混合物的质量含量为10-30％，所述真黑色素从乌贼墨汁中提取；设置于调控层上面的源电极和漏电极；所述生物介电材料为明胶、虫胶、丝素蛋白、角质蛋白、玉米蛋白和蛋清蛋白中的一种；所述半导体材料为聚3-己基噻吩、tips-并五苯、含硅氧烷的聚异戊二烯衍生物和聚噻吩半导体系列中的一种；所述介电材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇和聚偏二氟乙烯中的一
种。
7.本发明提供的基于有机场效应管紫外探测器，采用生物介电材料制备成介电层；在介电层的制备过程中，杜绝了氯苯、甲苯、氯仿以及苯甲醚等有毒试剂的使用，解决了目前有机场效应管紫外探测器存在的制备过程中需要使用有毒试剂、无法实现绿色工艺的技术问题。
8.采用生物介电材料制备成介电层，使得基于有机场效应管紫外探测器跟人体无抵触排异现象。相对于其他生物介电材料，采用明胶、虫胶、丝素蛋白、角质蛋白、玉米蛋白和蛋清蛋白作为制备介电层的生物介电材料，实现了机场效应管紫外探测器的低电压驱动（《 3v），从而为应用于生物电子奠定基础。
9.采用半导体材料与介电材料的混合材料制备成半导体层，一方面提升了半导体层的稳定性，同时提升其迁移率，使其更有效的传输探测信号，提升了探测速度。将半导体材料与介电材料质量比限定为1:1，既保证了半导体具有介电材料的稳定性，又不影响半导体特性，提升其迁移率。
10.采用生物介电材料与真黑色素制备成调控层。一方面，生物介电材料的引入，有效的抑制了半导体与电极之间的电流传输，从而有效的降低了探测器的暗电流。另一方面，由于生物介电材料能有效的隔绝空气中氧气、二氧化氮等气体对探测器内部的渗透，从而提升了探测器的稳定性。此外，调控层中真黑色素的引入，能有效的吸收紫外光照，从而使得调控层在接受紫外光照的情况下诱导出较多的电子，从而使调控层产生隧穿效应，从而大幅度提升探测器的光电流，从而有效的提升探测器的探测性能。
11.采用底栅顶接触结构，调控层在在半导体层之上，使得调控层能大量有效的吸收紫外线，从而减少了紫外线对半导体层的破坏，从而提升了探测器的稳定性及使用寿命。
12.试验研究发现，所述调控层中的真黑色素占生物介电材料与真黑色素的混合物的比例影响紫外探测器的稳定性和响应度，具体如表1所示。当真黑色素相对于生物介电材料与真黑色素的混合物的质量比例为10％以上时，紫外探测器的稳定性和响应度能满足检测要求；因此，可以将真黑色素相对于生物介电材料与真黑色素的混合物的质量比例为10％以上。当真黑色素相对于生物介电材料与真黑色素的混合物的质量比例为20-30％时，紫外探测器的稳定性和响应度均很好；当真黑色素相对于生物介电材料与真黑色素的混合物的质量比例为25％时，紫外探测器的稳定性和响应度最好；因此，可以将真黑色素相对于生物介电材料与真黑色素的混合物的质量比例为20-30％，优选25％。
13.试验研究发现，调控层的厚度变化会影响紫外探测器性能参数（稳定性和相应度）变化；具体如表2所示。当调控层的厚度大于等于2nm时，紫外探测器的稳定性和响应度能满足检测要求；因此，可以将调控层厚度限定为大于等于2nm。相对于其他厚度的调控层，当调控层的厚度为4nm时，紫外探测器的响应度最好；相对于其他厚度的调控层，当调控层的厚度为5nm时，紫外探测器的稳定性最好最好；因此，可以进一步将调控层的厚度限定为3-5nm，更优选的，调控层的厚度为4-5nm。
14.其中，所述调控层中的物介电材料与所述介电层中的生物介电材料优选为同一种生物介电材料。
15.所述半导体层厚度为30-50nm。该半导体层厚度下，载流子具有稳定可靠的传输。
16.所述介电层厚度为300-500nm。将介电层的厚度限定为300-500nm，既保证了介电
层不会被击穿，又防止介电层厚度过厚导致电容降低的缺陷。
17.所述栅电极、源电极和漏电极的材料为铁纳米线、铜纳米线、银纳米线、金纳米线、铝纳米线、镍纳米线、钴纳米线、锰纳米线、镉纳米线、铟纳米线、锡纳米线、钨纳米线和铂纳米线中的一种。
18.上述任意一种基于有机场效应管紫外探测器的制备方法，包括以下步骤步骤1：清洗衬底；步骤2：在衬底表面制备所述栅电极；步骤3：采用所述生物介电材料在所述衬底和所述栅电极的表面上制备所述介电层；步骤4：将所述半导体材料与所述介电材料进行按比例超声混合获得混合材料a，用混合材料a在所述介电层的表面上制备所述半导体层；步骤5：将所述生物介电材料与所述真黑色素进行按比例超声混合获得混合材料b，用混合材料b在所述半导体层上制备所述调控层；步骤6：在所述调控层上制备源电极和漏电极。
19.所述步骤1中，利用洗涤剂、丙酮溶液、去离子水和异丙酮溶液对衬底进行清洗，清洗后用氮气吹干；所述步骤2中，通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法制备所述栅电极；所述步骤3中，将所述生物介电材料通过旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述衬底和所述栅电极的表面以制备所述介电层；所述步骤4中，将所述混合材料a旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述介电层的表面以制备所述半导体层；所述步骤5中，将所述混合材料b旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述半导体层的表面以制备所述调控层；所述步骤6中，通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法制备所述源电极和漏电极。
20.本发明的有益效果是：现有技术关于场效应管探测器的研究大部分都针对于半导体层，对金半接触特性这方面少有研究。本发明采用生物介电材料与真黑色素混合材料作为金半接触调控层，一方面介电材料的引入，有效的降低了探测器的暗电流，提升了器件的稳定性，另一方面真黑色素的引入，使得调控层在接受紫外光照的情况下产生隧穿效应，从而大幅度提升探测器的光电流，从而有效的提升探测器的探测性能。本发明利用环保材料实现环保工艺的同时实现探测器的高稳定、高灵敏探测，而且还提升了探测器的稳定性及使用寿命。
附图说明
21.图1是本技术实施例制备的有机场效应管紫外探测器的结构示意图，其中，1-衬底，2-栅电极，3-介电层，4-半导体层，5-调控层，6-源电极，7-漏电极；图2是本技术实施例3制备的有机场效应管紫外探测器响应时间电流曲线；该响应时间电流曲线证实了器件对紫外光具有较快的响应度和探测率。
实施方式
22.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
23.本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例
24.一种基于有机场效应管紫外探测器，如图1所示为底栅顶接触式结构，从下而上依次为：衬底1、栅电极2、介电层3、半导体层4、调控层5、源电极6和漏电极7；其中，衬底1位于最底层，衬底1表面设置栅电极2，衬底1和栅电极2的上面设置介电层3，介电层3上面设置半导体层4，半导体层4上面设置调控层5，调控层5上面分别设置源电极6和漏电极7。
25.栅电极2、源电极6和漏电极7均为银纳米线；介电层3的材料为明胶；半导体层4的材料为聚3-己基噻吩(p3ht)与聚甲基丙烯酸甲酯按照1:1的质量比混合而成的混合物；调控层5的材料为明胶与真黑色素的混合物，其中，混合物中真黑色素的质量含量为10%，所述真黑色素从乌贼墨汁中提取。
26.介电层3的厚度为500nm，半导体层4的厚度为30nm，调控层5厚度为2nm。
27.该基于有机场效应管紫外探测器的制备方法，包括以下步骤：1. 利用洗涤剂、丙酮溶液、去离子水和异丙醇溶液对衬底1进行清洗，清洗后用氮气吹干；2. 通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法在衬底1表面制备银纳米线栅电极2；3. 将明胶通过旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述衬底1和所述栅电极2的表面制备出明胶介电层3；4. 将聚3-己基噻吩(p3ht)与聚甲基丙烯酸甲酯按照1:1的质量比混合作为用于制备半导体层4的材料，然后将用于制备半导体层4的材料旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述明胶介电层3的表面，制备出半导体层4；5. 将明胶与真黑色素材料进行按比例超声混合作为用于制备调控层5的材料，然后将用于制备调控层5的材料旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述半导体层4的表面，制备出调控层5；6. 通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法在所述调控层5上制备银纳米线源电极6和银纳米线漏电极7。
实施例
28.一种基于有机场效应管紫外探测器，如图1所示为底栅顶接触式结构，从下而上依次为：衬底1、栅电极2、介电层3、半导体层4、调控层5、源电极6和漏电极7；其中，衬底1位于
最底层，衬底1表面设置栅电极2，衬底1和栅电极2的上面设置介电层3，介电层3上面设置半导体层4，半导体层4上面设置调控层5，调控层5上面分别设置源电极6和漏电极7。
29.栅电极2、源电极6和漏电极7均为金纳米线；介电层3的材料为丝素蛋白；半导体层4的材料为聚3-己基噻吩(p3ht)与聚苯乙烯按照1:1的质量比混合而成的混合物；调控层5的材料为丝素蛋白与真黑色素的混合物，其中，混合物中真黑色素的质量含量为20%，所述真黑色素从乌贼墨汁中提取。
30.介电层3的厚度为300nm，半导体层4的厚度为30nm，调控层5厚度为5nm。
31.该基于有机场效应管紫外探测器的制备方法，包括以下步骤：1. 利用洗涤剂、丙酮溶液、去离子水和异丙醇溶液对衬底1进行清洗，清洗后用氮气吹干；2. 通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法在衬底1表面制备金纳米线栅电极2；3. 将丝素蛋白通过旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述衬底1和所述栅电极2的表面制备出丝素蛋白介电层3；4. 将聚3-己基噻吩(p3ht)与聚苯乙烯按照1:1的质量比混合作为用于制备半导体层4的材料，然后将用于制备半导体层4的材料旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述丝素蛋白介电层3的表面，制备出半导体层4；5. 将丝素蛋白与真黑色素材料进行按比例超声混合作为用于制备调控层5的材料，然后将用于制备调控层5的材料旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述半导体层4的表面，制备出调控层5；6. 通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法在所述调控层5上制备金纳米线源电极6和金纳米线漏电极7。
实施例
32.一种基于有机场效应管紫外探测器，如图1所示为底栅顶接触式结构，从下而上依次为：衬底1、栅电极2、介电层3、半导体层4、调控层5、源电极6和漏电极7；其中，衬底1位于最底层，衬底1表面设置栅电极2，衬底1和栅电极2的上面设置介电层3，介电层3上面设置半导体层4，半导体层4上面设置调控层5，调控层5上面分别设置源电极6和漏电极7。
33.栅电极2、源电极6和漏电极7均为金纳米线；介电层3的材料为丝素蛋白；半导体层4的材料为tips-并五苯与聚苯乙烯按照1:1的质量比混合而成的混合物；调控层5的材料为丝素蛋白与真黑色素的混合物，其中，混合物中真黑色素的质量含量为30%，所述真黑色素从乌贼墨汁中提取。
34.介电层3的厚度为300nm，半导体层4的厚度为30nm，调控层5厚度为5nm。
35.该基于有机场效应管紫外探测器的制备方法，包括以下步骤：1. 利用洗涤剂、丙酮溶液、去离子水和异丙醇溶液对衬底1进行清洗，清洗后用氮气吹干；2. 通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法在衬底1表面制备金纳米线栅电极2；3. 将丝素蛋白通过旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述衬底1和所述栅电
极2的表面制备出丝素蛋白介电层3；4. 将tips-并五苯与聚苯乙烯按照1:1的质量比混合作为用于制备半导体层4的材料，然后将用于制备半导体层4的材料旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述丝素蛋白介电层3的表面，制备出半导体层4；5. 将丝素蛋白与真黑色素材料进行按比例超声混合作为用于制备调控层5的材料，然后将用于制备调控层5的材料旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述半导体层4的表面，制备出调控层5；6. 通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法在所述调控层5上制备金纳米线源电极6和金纳米线漏电极7。
36.本实施例公开的基于有机场效应管紫外探测器的紫外响应时间电流图，如图2所示，图中横坐标为紫外探测器的响应时间，纵坐标为电流变化绝对值。
实施例
37.一种基于有机场效应管紫外探测器，如图1所示为底栅顶接触式结构，从下而上依次为：衬底1、栅电极2、介电层3、半导体层4、调控层5、源电极6和漏电极7；其中，衬底1位于最底层，衬底1表面设置栅电极2，衬底1和栅电极2的上面设置介电层3，介电层3上面设置半导体层4，半导体层4上面设置调控层5，调控层5上面分别设置源电极6和漏电极7。
38.栅电极2、源电极6和漏电极7均为铜纳米线；介电层3的材料为玉米蛋白；半导体层4的材料为tips-并五苯与聚苯乙烯按照1:1的质量比混合而成的混合物；调控层5的材料为玉米蛋白与真黑色素的混合物，其中，混合物中真黑色素的质量含量为20%，所述真黑色素从乌贼墨汁中提取。
39.介电层3的厚度为500nm，半导体层4的厚度为30nm，调控层5厚度为2nm。
40.该基于有机场效应管紫外探测器的制备方法，包括以下步骤：1. 利用洗涤剂、丙酮溶液、去离子水和异丙醇溶液对衬底1进行清洗，清洗后用氮气吹干；2. 通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法在衬底1表面制备铜纳米线栅电极2；3. 将玉米蛋白通过旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述衬底1和所述栅电极2的表面制备出玉米蛋白介电层3；4. 将tips-并五苯与聚苯乙烯按照1:1的质量比混合作为用于制备半导体层4的材料，然后将用于制备半导体层4的材料旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述玉米蛋白介电层3的表面，制备出半导体层4；5. 将玉米蛋白与真黑色素材料进行按比例超声混合作为用于制备调控层5的材料，然后将用于制备调控层5的材料旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述半导体层4的表面，制备出调控层5；6. 通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法在所述调控层5上制备铜纳米线源电极6和铜纳米线漏电极7。
实施例
41.一种基于有机场效应管紫外探测器，如图1所示为底栅顶接触式结构，从下而上依次为：衬底1、栅电极2、介电层3、半导体层4、调控层5、源电极6和漏电极7；其中，衬底1位于最底层，衬底1表面设置栅电极2，衬底1和栅电极2的上面设置介电层3，介电层3上面设置半导体层4，半导体层4上面设置调控层5，调控层5上面分别设置源电极6和漏电极7。
42.栅电极2、源电极6和漏电极7均为金纳米线；介电层3的材料为角质蛋白；半导体层4的材料为tips-并五苯与聚偏二氟乙烯按照1:1的质量比混合而成的混合物；调控层5的材料为角质蛋白与真黑色素的混合物，其中，角质蛋白与真黑色素的混合物中真黑色素的质量含量如表1所示，以制备出真黑色素含量不同的调控层5；所述真黑色素从乌贼墨汁中提取。
43.介电层3的厚度为400nm，半导体层4的厚度为30nm，调控层5厚度为2nm。
44.该基于有机场效应管紫外探测器的制备方法，包括以下步骤：1. 利用洗涤剂、丙酮溶液、去离子水和异丙醇溶液对衬底1进行清洗，清洗后用氮气吹干；2. 通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法在衬底1表面制备金纳米线栅电极2；3. 将角质蛋白通过旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述衬底1和所述栅电极2的表面制备出角质蛋白介电层3；4. 将tips-并五苯与聚偏二氟乙烯按照1:1的质量比混合作为用于制备半导体层4的材料，然后将用于制备半导体层4的材料旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述角质蛋白介电层3的表面，制备出半导体层4；5. 将角质蛋白与真黑色素材料进行按比例超声混合作为用于制备调控层5的材料，然后将用于制备调控层5的材料旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述半导体层4的表面，制备出调控层5；6. 通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法在所述调控层5上制备铜纳米线源电极6和铜纳米线漏电极7。
45.对真黑色素含量不同的调控层5的紫外探测器的稳定性和响应度进行测试，获得调控层5中真黑色素含量对紫外探测器的稳定性和响应度的影响结果，如表1所示。
46.表1调控层5中真黑色素的质量含量开态电流（ma）稳定性响应度10%4差差15%5一般一般20%6很好很好25%8最好最好30%7很好很好由表1可以看出，紫外探测器的稳定性和响应度受调控层5中所含真黑色素的比例影响，当真黑色素的比例为25%时，该紫外探测器的稳定性和响应度最好。
实施例
47.一种基于有机场效应管紫外探测器，如图1所示为底栅顶接触式结构，从下而上依次为：衬底1、栅电极2、介电层3、半导体层4、调控层5、源电极6和漏电极7；其中，衬底1位于最底层，衬底1表面设置栅电极2，衬底1和栅电极2的上面设置介电层3，介电层3上面设置半导体层4，半导体层4上面设置调控层5，调控层5上面分别设置源电极6和漏电极7。
48.栅电极2、源电极6和漏电极7均为银纳米线；介电层3的材料为蛋清蛋白；半导体层4的材料为聚3-己基噻吩与聚偏二氟乙烯按照1:1的质量比混合而成的混合物；调控层5的材料为蛋清蛋白与真黑色素的混合物，其中，混合物中真黑色素的质量含量为30%，所述真黑色素从乌贼墨汁中提取。
49.介电层3的厚度为500nm，半导体层4的厚度为30nm，调控层5厚度为如表2所示。
50.该基于有机场效应管紫外探测器的制备方法，包括以下步骤：1. 利用洗涤剂、丙酮溶液、去离子水和异丙醇溶液对衬底1进行清洗，清洗后用氮气吹干；2. 通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法在衬底1表面制备银纳米线栅电极2；3. 将蛋清蛋白通过旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述衬底1和所述栅电极2的表面制备出蛋清蛋白电层；4. 将聚3-己基噻吩与聚偏二氟乙烯按照1:1的质量比混合作为用于制备半导体层4的材料，然后将用于制备半导体层4的材料旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述蛋清蛋白介电层3的表面，制备出半导体层4；5. 将蛋清蛋白与真黑色素材料进行按比例超声混合作为用于制备调控层5的材料，然后将用于制备调控层5的材料旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述半导体层4的表面，制备出调控层5；6. 通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法在所述调控层5上制备银纳米线源电极6和银纳米线漏电极7。
51.对不同厚度的调控层5的紫外探测器的稳定性和响应度进行测试，获得调控层5厚度变化对紫外探测器的稳定性和响应度的影响结果，如表2所示。
52.表2调控层5的厚度开态电流（ma）稳定性响应度2nm10差差3nm8一般一般4nm6很好最好5nm4最好很好由上表可以看出，紫外探测器的稳定性和响应度受调控层5的厚度影响，当厚度为5nm时，该紫外探测器的稳定性最好,当厚度为4nm时，该紫外探测器的响应度最好。
53.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可作出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

技术特征：
1.基于有机场效应管紫外探测器，其特征在于，包括：位于最底层的衬底；设置于所述衬底表面的有栅电极；设置于所述衬底和所述栅电极上面的介电层，所述介电层的材料为生物介电材料；设置于所述介电层上面的半导体层，所述半导体层的材料为半导体材料与介电材料的混合材料，所述半导体材料与所述介电材料的质量比例为1:1；设置于半导体层上面的调控层，所述调控层的材料为生物介电材料与真黑色素的混合物，所述真黑色素相对于所述混合物的质量含量为10-30％，所述真黑色素从乌贼墨汁中提取；设置于调控层上面的源电极和漏电极；所述生物介电材料为明胶、虫胶、丝素蛋白、角质蛋白、玉米蛋白和蛋清蛋白中的一种；所述半导体材料为聚3-己基噻吩、tips-并五苯、含硅氧烷的聚异戊二烯衍生物和聚噻吩半导体系列中的一种；所述介电材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇和聚偏二氟乙烯中的一种。2.根据权利要求1所述的基于有机场效应管紫外探测器，其特征在于，所述介电层厚度为300-500nm。3.根据权利要求1所述的基于有机场效应管紫外探测器，其特征在于，所述半导体层厚度为30-50nm。4.根据权利要求1所述的基于有机场效应管紫外探测器，其特征在于，所述调控层厚度为大于等于2nm。5.根据权利要求1所述的基于有机场效应管紫外探测器，其特征在于，所述调控层厚度为3-5nm。6.根据权利要求1所述的基于有机场效应管紫外探测器，其特征在于，所述调控层厚度为4-5nm。7.根据权利要求1所述的基于有机场效应管紫外探测器，其特征在于，所述真黑色素相对于所述混合物的质量含量为20-30％。8.根据权利要求1所述的基于有机场效应管紫外探测器，其特征在于，所述栅电极、源电极和漏电极的材料为铁纳米线、铜纳米线、银纳米线、金纳米线、铝纳米线、镍纳米线、钴纳米线、锰纳米线、镉纳米线、铟纳米线、锡纳米线、钨纳米线和铂纳米线中的一种。9.权利要求1-8任意一项所述的基于有机场效应管紫外探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1：清洗衬底；步骤2：在衬底表面制备所述栅电极；步骤3：采用所述生物介电材料在所述衬底和所述栅电极的表面上制备所述介电层；步骤4：将所述半导体材料与所述介电材料进行按比例超声混合获得混合材料a，用混合材料a在所述介电层的表面上制备所述半导体层；步骤5：将所述生物介电材料与所述真黑色素进行按比例超声混合获得混合材料b，用混合材料b在所述半导体层上制备所述调控层；步骤6：在所述调控层上制备源电极和漏电极。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，利用洗涤剂、丙酮溶液、去离子水和异丙酮溶液对衬底进行清洗，清洗后用氮气吹干；所述步骤2中，通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法制备所述栅电极；所述步骤3中，将所述生物介电材料通过旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述衬底和所述栅电极的表面以制备所述介电层；所述步骤4中，将所述混合材料a旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述介电层的表面以制备所述半导体层；所述步骤5中，将所述混合材料b旋涂、辊涂、滴膜、压印、印刷或喷涂于所述半导体层的表面以制备所述调控层；所述步骤6中，通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂的方法制备所述源电极和漏电极。

技术总结
本发明公开了一种基于有机场效应管紫外探测器及其制备方法，属于光探测器制备技术领域。该基于有机场效应管紫外探测器，其介电层的材料为生物介电材料、半导体层的材料为半导体材料与介电材料的混合材料、调控层的材料为生物介电材料与真黑色素的混合物。采用生物介电材料制备成介电层；在制备过程中，杜绝了有毒试剂的使用，实现绿色工艺，而且实现了机场效应管紫外探测器的低电压驱动，从而为应用于生物电子奠定基础。采用生物介电材料与真黑色素混合材料作为金半接触调控层，有效的降低了探测器的暗电流，提升了器件的稳定性，大幅度提升探测器的光电流，从而有效的提升探测器的探测性能。探测性能。探测性能。


技术研发人员：颜培园 于宝 李海燕 王南丁 付雯铮 王宇 袁亚飞 刘兰宁
受保护的技术使用者：山东电子职业技术学院
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/7/12