石墨烯光电探测器
2023-11-16 11:44:31 | 新闻中心          浏览量:908

石墨烯光电探测器


在高光谱成像中,对宽带光电探测的要求,变得极其苛刻。虽然基于碲镉汞mercury cadmium telluride的本征光电导体阵列,代表了最灵敏和最合适的技术,但却具有窄的光谱范围和尖锐的吸收边缘,这将其操作限制在<25μm。

近日,西班牙 巴塞罗那科学技术研究所(The Barcelona Institute of Science and Technology)H. Agarwal, K. Nowakowski,R. Krishna Kumar & F. H. L. Koppens等,在Nature Photonics上发文,报道了双层转角石墨烯异质结构,在2–100μm的光谱范围内,具有较大的超宽带光电导率。在100kHz速度时,内部量子效率约为40%。

这种较大的响应,源自于转角去耦twist-decoupled异质结构的独特性质,包括原初晶体场诱导的太赫兹带隙、平行的光活性通道,以及强光电导增强,这主要是因为各个层充当了亚原子间隔的邻近屏蔽栅极,对电子相互作用的层间屏蔽引起。

该项工作展示了一种罕见的本征红外-太赫兹光电导体,这是互补金属氧化物半导体兼容和阵列可集成的,并介绍了转角去耦的石墨烯异质结构作为一种可行的途径,用于设计具有三维可扩展性的带隙石墨烯光电探测器

具有大响应度的转角石墨烯异质结构中的超宽带光电导文章截图 

Ultra-broadband photoconductivity in twisted graphene heterostructures with large responsivity.

具有大响应度的转角石墨烯异质结构中的超宽带光电导

大角度双层转角石墨烯twisted double bilayer graphene,TDBG的较大光电导响应图 

1:大角度双层转角石墨烯twisted double bilayer graphene,TDBG的较大光电导响应。


在双层转角石墨烯TDBG光电探测器中,从红外到太赫兹波长的超宽带光谱响应图 

2:在双层转角石墨烯TDBG光电探测器中,从红外到太赫兹波长的超宽带光谱响应。


在双层转角石墨烯TDBG中,强光电导增强图 

3:在双层转角石墨烯TDBG中,强光电导增强。


光电导机理图 

4:光电导机理。


在双层转角石墨烯TDBG中,e–h碰撞的层间屏蔽Interlayer screening图 

5:在双层转角石墨烯TDBG中,e–h碰撞的层间屏蔽Interlayer screening。

文献链接

Agarwal, H., Nowakowski, K., Forrer, A. et al. Ultra-broadband photoconductivity in twisted graphene heterostructures with large responsivity. Nat. Photon. (2023).

https://www.nature.com/articles/s41566-023-01291-0


本文译自Nature。

来源:今日新材料


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