【摘 要】
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下一代的光电探测器的正朝着集成化、低功耗、响应度高、响应速度快和波长探测范围更宽的方向发展。近些年来以石墨烯为代表的二维材料因为其独特的电学、光电性能而被人们广泛的研究,石墨烯基光电探测的优势特别体现在超宽波长探测范围、超快的光响应速度和柔性应用等方面。但对于石墨烯基的光电探测器而言,响应度偏低是其在光电探测领域主要的限制因素之一。本文为了提高石墨烯光电探测器的响应度,设计了单层-多层结构的石墨烯
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下一代的光电探测器的正朝着集成化、低功耗、响应度高、响应速度快和波长探测范围更宽的方向发展。近些年来以石墨烯为代表的二维材料因为其独特的电学、光电性能而被人们广泛的研究,石墨烯基光电探测的优势特别体现在超宽波长探测范围、超快的光响应速度和柔性应用等方面。但对于石墨烯基的光电探测器而言,响应度偏低是其在光电探测领域主要的限制因素之一。本文为了提高石墨烯光电探测器的响应度,设计了单层-多层结构的石墨烯结,通过激光减薄技术实现结的制备,并使用成熟的半导体工艺制备了所述的单层-多层石墨烯结光电探测器。此结构的石墨烯光电探测器具有以下的优势:（1）成熟的半导体工艺降低了器件的接触电阻,提高了光电探测器的性能;（2）运用激光减薄工艺,为制备高质量单层-多层石墨烯结提供了可控、高效的工艺技术;（3）石墨烯材料本身作为吸光层和导电层,同时具有石墨烯宽频谱响应与高速探测方面的优势;（4）单层-多层石墨烯结的光响应机制及多层石墨烯对光吸收的增加,提高了器件的光响应度;（5）单层-多层石墨烯结的非对称结构能够实现光电探测的自驱动,降低暗电流,提高光电探测的灵敏度。在可见光下该器件实现了3.4×10~3的光开关比、8.8 mA/W的响应度、1.3×10~8Jones的比探测率和11 ns的响应速度,同时从可见光到红外波段都有着显著的光电响应。本文介绍了一种通过激光减薄制备的手段单层-多层石墨烯结光电探测器的方法,在不牺牲石墨烯光电探测器本身性能的基础上提高了其光响应度,为提高石墨烯基光电探测器的光电性能提供了新的思路。
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