p-i-n単層/多層グラフェン構造を用いたテラヘルツ波および赤外線検出器

摘要

Detectors of terahertz and infrared radiation based on p-i-n graphene structures utilizing interband transitions are proposed and evaluated. Using the developed device model, the detector responsivity and detectivity is calculated as functions of the number of graphene layers, energy of photons, bias voltage, and temperature. It is demonstrated that the proposed detectors can substantially surpass in the terahertz and middle infrared spectral ranges quantum-well and quantum-dot detectors as well as detectors based on narrow-gap and gapless bulk semiconductors%p-i-nグラフェン構造におけるバンド間遷移を利用したテラヘル、ソ波および赤外線検出器の提案と評価を行った。構築されたデバイスモデルを使い、検出器の応答性および検出感度のグラフエン層数、光子エネルギー、印加電圧、温度に対する依存性の計算を行った。霜果として、提案された検出器はテラヘルツおよび中赤外スペクトル領域において、量子井戸や量子ドット、あるいはナローギャップ・ギャップレスなバルク半導体を用いた検出器をはるかに越える可白臣性かあることか示された。