本發(fā)明屬于光電器件領域，具體涉及一種提高寬禁帶鈣鈦礦異質結紫外光電突觸器件性能的方法。
背景技術：
1、神經(jīng)突觸器件是一種受生物神經(jīng)突觸啟發(fā)而設計的人工器件，旨在模擬生物突觸的功能，實現(xiàn)類似人腦的信息處理和存儲能力。它是神經(jīng)形態(tài)計算的核心組件之一，通過模擬突觸的可塑性來實現(xiàn)高效、低功耗的并行計算，如長時程增強（ltp）和長時程抑制（ltd）。神經(jīng)突觸器件有望替代傳統(tǒng)馮·諾依曼架構，實現(xiàn)存算一體、高并行、低功耗的智能處理。神經(jīng)突觸器件的模擬特性可自然實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡權重的在線更新，避免傳統(tǒng)gpu的頻繁數(shù)據(jù)搬運，顯著降低能耗；在物聯(lián)網(wǎng)設備中實時處理傳感數(shù)據(jù)，適應環(huán)境變化；以及實現(xiàn)模擬生物感官的預處理能力等功能。
2、紫外光電突觸器件是一類利用紫外光調控突觸可塑性的人工突觸器件，通過光信號模擬生物突觸的權重調節(jié)功能。這類器件結合了光電子學與神經(jīng)形態(tài)計算的優(yōu)勢，在特定應用中展現(xiàn)出獨特的重要性。這類器件通常采用紫外光敏材料，如氧化物半導體、寬禁帶鈣鈦礦等，其電導率或極化狀態(tài)可被紫外光調控。通過紫外光的波長、強度或脈沖時序改變器件狀態(tài)，模擬生物突觸的短時程可塑性（stp）和長時程可塑性（ltp/ltd）。紫外光電突觸器件可以通過模擬人腦的神經(jīng)元和突觸功能，實現(xiàn)高效的計算和存儲一體化，這種器件能夠處理復雜的信息處理任務，特別是在高算力需求下表現(xiàn)出色，顯著降低了能耗。紫外光電突觸器件還可以集成光傳感和人工突觸功能，模擬人類視覺系統(tǒng)的感知、處理和記憶過程，這種器件在機器視覺系統(tǒng)中具有重要應用，能夠提高信息處理的效率和精度，并降低功耗。
3、通過構建寬禁帶鈣鈦礦/有機半導體異質結，利用兩類材料匹配的能帶實現(xiàn)光生電荷選擇性傳輸，有望實現(xiàn)高性能的紫外光電突觸器件。但由于寬禁帶鈣鈦礦的lumo能級較高，通常高于作為空穴傳輸層的有機半導體材料的lumo能級，導致寬禁帶鈣鈦礦中產生的光生電子和空穴可被同時注入至空穴傳輸層中，產生較高的載流子復合。此外，在寬禁帶鈣鈦礦內部，光生電子和空穴的復合也較為劇烈。上述兩個因素導致寬禁帶鈣鈦礦/有機半導體異質結往往難以實現(xiàn)光電突觸功能或器件性能較差而難以滿足實際應用需求。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明是為了避免上述現(xiàn)有技術所存在的不足之處，提供一種提高寬禁帶鈣鈦礦異質結紫外光電突觸器件性能的方法，以期可以通過b3pympm摻雜增強電子俘獲能力來有效地提高紫外光電突觸器件的性能。
2、本發(fā)明為解決技術問題采用如下技術方案：
3、本發(fā)明首先提供一種提高寬禁帶鈣鈦礦異質結紫外光電突觸器件性能的方法，其特點在于：所述紫外光電突觸器件是通過pedot:pss（聚3,4-乙烯二氧噻吩/?聚苯乙烯磺酸鹽）空穴傳輸層與寬禁帶鈣鈦礦pea2pbcl4薄膜構成的異質結實現(xiàn)紫外光電突觸功能，通過采用b3pympm（4,6-雙(3,5-二(3-吡啶)基苯基)-2-甲基嘧啶）對pea2pbcl4薄膜進行摻雜，增強電子俘獲能力，減少載流子復合，實現(xiàn)光生載流子的高效分離和傳輸，降低光電流的下降幅度，增長光電流的持續(xù)時間，從而提升紫外光電突觸器件的性能。
4、進一步地，b3pympm摻雜的pea2pbcl4鈣鈦礦薄膜的制備方法為：在制備pea2pbcl4薄膜的鈣鈦礦前驅體溶液中加入b3pympm并混合均勻獲得摻雜溶液，將所述摻雜溶液在襯底上通過旋涂法制成薄膜，即獲得b3pympm摻雜的pea2pbcl4薄膜，記為pea2pbcl4-b3pympm薄膜。在所述摻雜溶液中，b3pympm的濃度為0.5wt%-1.5wt%。
5、基于上述方法，本發(fā)明還提供了一種pea2pbcl4-b3pympm薄膜/pedot:pss異質結紫外光電突觸器件，其結構為：以絕緣襯底作為紫外光電突觸器件的基區(qū)；在所述絕緣襯底的上表面設置pedot:pss空穴傳輸層；在所述pedot:pss空穴傳輸層上鋪設pea2pbcl4-b3pympm薄膜，所述pea2pbcl4-b3pympm薄膜與所述pedot:pss空穴傳輸層形成異質結；在所述pea2pbcl4-b3pympm薄膜上設置金屬電極。
6、進一步地，在所構建的器件中：所述pedot:pss空穴傳輸層的厚度為30-100nm。所述pea2pbcl4-b3pympm薄膜的厚度為100-300nm。所述金屬電極為厚度60-100nm的ag電極。
7、本發(fā)明所述pea2pbcl4-b3pympm薄膜/pedot:pss異質結紫外光電突觸器件的制備方法，可按如下步驟進行：
8、（1）將絕緣襯底（如氧化硅片、絕緣玻璃）依次用去離子水、酒精、丙酮超聲清洗，并用氮氣吹干；
9、（2）采用旋涂方法在所述絕緣襯底上表面的部分區(qū)域覆蓋pedot:pss空穴傳輸層；
10、（3）配制含b3pympm的鈣鈦礦前驅體溶液，然后旋涂在所述空穴傳輸層上，形成pea2pbcl4-b3pympm薄膜；
11、（4）采用熱蒸發(fā)等方法在所述pea2pbcl4-b3pympm薄膜上設置金屬電極，即獲得pea2pbcl4-b3pympm薄膜/pedot:pss異質結紫外光電突觸器件。
12、與已有技術相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
13、1、本發(fā)明中的pea2pbcl4-b3pympm薄膜/pedot:pss異質結紫外光電突觸器件，可以利用寬禁帶鈣鈦礦對紫外光的高吸收率，并結合b3pympm摻雜增大電子俘獲能力等優(yōu)點，提升對探測光的吸收效率以及光生載流子的分離和傳輸效率。
14、2、本發(fā)明的紫外光電突觸器件中pea2pbcl4-b3pympm薄膜與pedot:pss空穴傳輸層皆可通過旋涂法制備，工藝簡單，避免了昂貴的儀器設備，降低了器件制備成本。
15、3、本發(fā)明中的pea2pbcl4-b3pympm薄膜/pedot:pss異質結紫外光電突觸器件可以工作于低偏置電壓下，僅消耗少量外部能量，因而可有效降低功耗。
1.提高寬禁帶鈣鈦礦異質結紫外光電突觸器件性能的方法，其特征在于：所述紫外光電突觸器件通過pedot:pss空穴傳輸層與寬禁帶鈣鈦礦pea2pbcl4薄膜構成的異質結實現(xiàn)紫外光電神經(jīng)突觸功能，通過對所述pea2pbcl4薄膜進行b3pympm摻雜，增強電子俘獲能力，從而提升所述紫外光電突觸器件的性能。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，b3pympm摻雜的pea2pbcl4薄膜的制備方法為：在制備pea2pbcl4薄膜的鈣鈦礦前驅體溶液中加入b3pympm并混合均勻獲得摻雜溶液，將所述摻雜溶液在襯底上通過旋涂法制成薄膜，即獲得b3pympm摻雜的pea2pbcl4薄膜，記為pea2pbcl4-b3pympm薄膜。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于：在所述摻雜溶液中，b3pympm的濃度為0.5wt%-1.5wt%。
4.一種按照權利要求1~3中任意一項所述方法所獲得的pea2pbcl4-b3pympm薄膜/pedot:pss異質結紫外光電突觸器件。
5.根據(jù)權利要求4所述的pea2pbcl4-b3pympm薄膜/pedot:pss異質結紫外光電突觸器件，其特征在于，結構為：
6.根據(jù)權利要求5所述的紫外光電突觸器件，其特征在于：所述pedot:pss空穴傳輸層的厚度為30-100nm。
7.根據(jù)權利要求5所述的紫外光電突觸器件，其特征在于：所述pea2pbcl4-b3pympm薄膜的厚度為100-300nm。
8.根據(jù)權利要求5所述的紫外光電突觸器件，其特征在于：所述金屬電極為厚度60-100nm的ag電極。