發(fā)布時間：2024-02-22 00:38

　　石墨烯具有超高載流子遷移率、零帶隙、寬波段響應(yīng)等性質(zhì),是具有潛力的紅外光電探測材料。通過分析石墨烯基紅外探測器的發(fā)展歷程,綜述了石墨烯紅外光電響應(yīng)的機理,對石墨烯基探測器的響應(yīng)度、波段、速度等性能和器件結(jié)構(gòu)進行了梳理,并圍繞石墨烯基探測器在材料制備、工藝兼容性等方面的挑戰(zhàn)進行了探討和展望。

【文章頁數(shù)】：23 頁

【部分圖文】：

圖1(a)石墨烯/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)光伏模式結(jié)構(gòu)圖；(b)石墨烯/n型半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)在光照下的能帶圖[7]

PV指光照使不同摻雜半導(dǎo)體界面或異質(zhì)PN結(jié)處產(chǎn)生電勢差的現(xiàn)象。早在1954年，美國貝爾實驗室首次利用PV制成了單晶硅太陽能電池。2010年，基于PV的石墨烯基紅外探測器出現(xiàn)，它利用不同摻雜石墨烯之間功函數(shù)的不同在界面處形成電荷轉(zhuǎn)移，費米能級拉平后能帶彎曲形成內(nèi)建電場。在平衡狀態(tài)，....

圖3(a)PTE效應(yīng)結(jié)構(gòu)示意圖；(b)有無光照時的I-V特性曲線[20];(c)光強影響載流子濃度分布，載流子擴散形成PTE電流；(d)PTE效應(yīng)中p-n結(jié)中的內(nèi)建電場分離載流子從n型向p型流動[31]

具體來說，光生熱電子通過擴散產(chǎn)生電壓VPTE=(S1-S2)ΔTe，其中S1、S2是兩個不同摻雜的石墨烯區(qū)域中的熱電功率(Seebeck系數(shù))，ΔTe是兩區(qū)域之間的電子溫度差。VPTE可通過由光誘導(dǎo)的溫度梯度所產(chǎn)生的局部電場與空間變化的Seebeck系數(shù)來計算：。熱功率S與....

圖2(a)石墨烯/半導(dǎo)體光電晶體管photogating模式結(jié)構(gòu)和工作原理圖；(b)不同Vg區(qū)域下光電流的方向發(fā)生變化[7]

光誘導(dǎo)局域場調(diào)控又稱“Photogating”，由Drain于1989年首次提出，指利用光照產(chǎn)生載流子在材料電荷陷阱處積累產(chǎn)生電勢，通過電勢形成類柵壓效果，調(diào)控晶體管溝道材料載流子濃度，進而間接調(diào)控電導(dǎo)率的光電轉(zhuǎn)換機制[10]。2012年該機理應(yīng)用在石墨烯基探測器上：用石墨烯復(fù)合....

圖4(a)惠斯通電橋結(jié)構(gòu)圖[32];(b)測輻射熱計的原理示意圖[30]

1881年美國科學(xué)家S.P發(fā)明測輻射熱計，其通常由惠斯通電橋構(gòu)成，如圖4(a)所示，基本原理是在被電磁波輻照時，熱敏材料溫度變化引起電阻發(fā)生變化，測量這種電阻變化即可得出輻射電磁波功率[32-33]，機理如圖4(b)所示。測輻射熱計主要由半導(dǎo)體[34]或超導(dǎo)體材料[35]制成，并....

本文編號：3906130