本发明涉及光探测领域，更具体地，涉及一种双栅薄膜晶体管驱动的真空冷阴极平板光探测器及其制备方法。
背景技术：
1、平板光探测器是当代军事、航天航空、工业生产和社会生活中不可或缺的关键器件。其中，日盲紫外探测器主要探测波长为190nm-280nm的紫外光，在导弹制导、漏电检测、火灾监测等应用中发挥重要作用。这些应用中，探测器不仅需要工作在高温、高电场和高辐射等严苛环境中，还需要具有高灵敏度、高分辨率和宽动态范围等光电响应特性。目前报道的日盲紫外探测器主要采用光电导或肖特基结构(中国专利：cn202311785581.x和cn202311653005.x)。然而，光电导型探测器具有响应速度慢和动态范围窄等缺点，而肖特基结构探测器的探测灵敏度受到界面特性的影响。
2、另外，平板x射线探测和成像器件在医疗检测、工业探伤、安保排爆等领域中具有重要的应用机制。x射线辐射对人体有害，因此对x射线探测器的探测剂量和灵敏度提出了更高的要求。目前报道的x射线探测器主要包括基于闪烁体的间接探测器和基于半导体的直接探测器。然而，间接x射线探测的转换效率低，因而难以实现低剂量探测；直接x射线探测因受材料、结构和光电转换机制的限制，探测灵敏度还有待进一步提升。因此，如何实现高灵敏度、高分辨率和宽动态范围的真空冷阴极光电成像器件是本领域的关键科学问题。近年来，一种光电导型冷阴极平板x射线探测器(中国发明专利：cn113471052b)不仅可以实现大面积成像器件，还可以提高x射线的探测灵敏度，但该器件还存在光暗电流低、线性动态范围窄和探测剂量大等问题。
技术实现思路
1、本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种双栅薄膜晶体管驱动的真空冷阴极平板光探测器及其制备方法。
2、本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
3、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
4、一种双栅薄膜晶体管驱动的真空冷阴极平板光探测器，包括光电导阳极基板和双栅薄膜晶体管驱动的冷阴极基板、隔离体，
5、进一步，光电导阳极基板包括阳极衬底、阳极电极和光电响应层，所述阳极电极设置在阳极衬底表面，所述光电响应层设置在阳极电极上，所述冷阴极基板包括冷阴极发射体、顶部栅极、顶部绝缘层、源极、漏极、沟道层、底部绝缘层、底部栅极和阴极衬底，所述底部栅极设置在阴极衬底上，所述底部绝缘层设置在底部栅极上，所述沟道层设置在底部绝缘层上，所述源极和漏极通过沟道层分隔开，所述顶部绝缘层设置在沟道层上，所述顶部栅极设置在顶部绝缘层上，所述冷阴极发射体设置在顶部栅极上，所述光电导阳极基板和所述冷阴极基板通过隔离体隔开，所述光电响应层与所述冷阴极发射体之间为真空状态。
6、进一步，所述光电响应层包括ga2o3、algan、gan、gaas、a-se、cdte、钙钛矿和hgi2中一种或多种光电导体。
7、进一步，所述光电响应层还包括p-i-n结构的p型半导体、i型光电导体和n型半导体，所述n型半导体设置在阳极电极上，i型光电导体设置在所述n型半导体上，p型半导体设置在所述i型光电导体上。
8、进一步，所述p型半导体包括p型的nio、cu2o、coo、cu2s、sno、sns和mno半导体中的任意一种。
9、进一步，所述i型光电导体包括i型的ga2o3、algan、gan、gaas、a-se、cdte、钙钛矿和hgi2的光电导体中的任意一种。
10、进一步，所述n型半导体包括n型的wo3、tio2、fe2o3、zno、v2o5、cro3和bao半导体中的任意一种。
11、进一步，所述冷阴极发射体包括氧化锌、氧化铜、氧化钨、氧化铁和氧化钼氧化物中的任意一种形成的半导体纳米线。
12、进一步，所述顶部栅极与一个保护电阻或者一个稳压二极管相连，所述保护电阻的电阻范围为102～1012ω，所述稳压二极管的稳定电压范围为5～50v。
13、一种双栅薄膜晶体管驱动的真空冷阴极平板光探测器的制备方法，所述制备方法应用于所述的真空冷阴极平板光探测器，包括如下步骤：
14、s1：使用磁控溅射技术在阳极衬底表面制备阳极电极；
15、s2：使用电子束蒸发技术在制备好的阳极电极上制备光电响应层；
16、s3：使用磁控溅射、光刻和湿法刻蚀技术在阴极衬底表面制备底部栅极、沟道层、源极、漏极和顶部栅极；
17、s4：使用等离子体增强化学气相沉积技术制备底部绝缘层和顶部绝缘层(8)；
18、s5：在顶部栅极上制备冷阴极发射体；
19、s6：将光电响应层和冷阴极发射体通过隔离体相对隔开并保持真空状态。
20、进一步，步骤s5中，所述在顶部栅极上制备冷阴极发射体，包括：
21、使用光刻、电子束蒸发和热氧化方法在顶部栅极上生长半导体纳米线，所述半导体纳米线为冷阴极发射体。
22、与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
23、一方面，本发明在阳极基板上设置光电响应层，利用电子轰击诱导光电导效应的光电倍增机制提高探测灵敏度。另一方面，探测器受到光的照射时，与冷阴极发射体连接的双栅薄膜晶体管的顶部栅极产生正电荷，并与双栅薄膜晶体管的沟道层形成电势差，造成双栅薄膜晶体管的阈值电压降低，从而实现双栅薄膜晶体管亚阈值区电流放大效应的光电倍增机制，实现低暗电流、高光电流和高灵敏度。另外，双栅薄膜晶体管利用饱和区的限流特性提高真空冷阴极平板光探测器的稳定性，从而实现高信噪比和宽线性动态范围的微弱光信号探测。
1.一种双栅薄膜晶体管驱动的真空冷阴极平板光探测器，其特征在于，包括光电导阳极基板和双栅薄膜晶体管驱动的冷阴极基板、隔离体(5)，
2.根据权利要求1所述的一种双栅薄膜晶体管驱动的真空冷阴极平板光探测器，其特征在于，所述光电响应层(4)包括ga2o3、algan、gan、gaas、a-se、cdte、钙钛矿和hgi2中一种或多种光电导体。
3.根据权利要求1所述的一种双栅薄膜晶体管驱动的真空冷阴极平板光探测器，其特征在于，所述光电响应层(4)还包括p-i-n结构的p型半导体(17)、i型光电导体(16)和n型半导体(15)，所述n型半导体(15)设置在阳极电极(3)上，i型光电导体(16)设置在所述n型半导体(15)上，p型半导体(17)设置在所述i型光电导体i型光电导体(16)上。
4.根据权利要求3所述的一种双栅薄膜晶体管驱动的真空冷阴极平板光探测器，其特征在于，所述p型半导体(17)包括p型的nio、cu2o、coo、cu2s、sno、sns和mno半导体中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的一种双栅薄膜晶体管驱动的真空冷阴极平板光探测器，其特征在于，所述i型光电导体(16)包括i型的ga2o3、algan、gan、gaas、a-se、cdte、钙钛矿和hgi2的光电导体中的任意一种。
6.根据权利要求4所述的一种双栅薄膜晶体管驱动的真空冷阴极平板光探测器，其特征在于，所述n型半导体(15)包括n型的wo3、tio2、fe2o3、zno、v2o5、cro3和bao半导体中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种双栅薄膜晶体管驱动的真空冷阴极平板光探测器，其特征在于，所述冷阴极发射体(6)包括氧化锌、氧化铜、氧化钨、氧化铁和氧化钼氧化物中的任意一种形成的半导体纳米线。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种双栅薄膜晶体管驱动的真空冷阴极平板光探测器，其特征在于，所述顶部栅极(7)与一个保护电阻或者一个稳压二极管相连，所述保护电阻的电阻范围为102～1012ω，所述稳压二极管的稳定电压范围为5～50v。
9.一种双栅薄膜晶体管驱动的真空冷阴极平板光探测器的制备方法，其特征在于，所述制备方法应用于权利要求1至8任一项所述的真空冷阴极平板光探测器，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤s5中，所述在顶部栅极(7)上制备冷阴极发射体(6)，包括：
