双层Au纳米颗粒/石墨烯等离子体共振增强Si肖特基结光电探测器的研究

摘要

金属纳米颗粒的表面等离子体共振效应(Surface Plasmon Resonance,SPR)因其能产生较强的电场强度而备受光电探测领域的关注.采用电子束及退火技术在轻掺杂的n型硅片表面上制备双层金纳米颗粒(Au Nanoparticles,AuNPs),两层金纳米颗粒之间利用单层高质量的石墨烯进行分隔.研究表明双层金纳米颗粒间产生强的双重等离子体共振效应,在可见光波段有效地增强光电探测器的器件性能.此光电器件的响应度、 探测率、 响应上升时间/下降时间分别可达到6.7×10-3 A/W、2.31×1013 Jones、360 ns/330 ns,且高频性能优异.该研究结果可以推进等离子体增强在硅基光电探测器中的应用,并对其他光电器件具有普适性的指导意义.