高性能石墨烯/金字塔硅异质结近红外光探测器

摘要

石墨烯具有优异的光学性质和电学性质,在快速宽光谱光电探测方面有极大的潜力。本文设计并制备一种高性能石墨烯/n型金字塔硅异质结近红外光探测器。高质量石墨烯是采用化学气相沉积法制备的,通过湿法转移将其转移到n型金字塔硅表面,从而获得具有垂直结构的石墨烯/金字塔硅异质结器件。测试结果表明,在无光照条件下,器件的整流比达到了6.9×10^(5);在970 nm近红外光的照射下,电流开关比高达5.3×10^(4),电流响应度、外量子效率、光电压响应度和比探测率分别可达577.6 mA·W^(-1)、73.97%、1.26×10^(6)V·W^(-1)和4.92×10^(12)Jones。此外,器件具有快的响应速度,上升和下降时间分别为22μs和14.5μs。最后,还对器件稳定性进行研究,在空气环境中放置3个月后,光电流基本没有衰减,表明了器件具有优异的空气稳定性。