The utility model belongs to the technical field of photosensitive field-effect transistor, discloses a quantum dot graphene electrode based on vertical channel field effect tube, from bottom to top as the gate including high doped monocrystalline silicon layer and the substrate layer as a silicon oxide layer, an insulating layer of graphene as a source layer; single side graphene is the transport layer as the source of the source of gold contact layer, the other side is the quantum dots as vertical conductive channel layer; quantum dot layer is used as the gold electrode drain layer. The optical properties, the utility model has the advantages of integrated PbS/PbSe quantum dot unique tunable high luminous efficiency, and has the advantages of graphene conductive materials at room temperature the fastest, strongest conductivity and high specific surface area, excellent electrical characteristics and has optical tunability, has good application prospect in flexibility photoelectric materials, solar cell, sensor detection etc..
【技术实现步骤摘要】
基于石墨烯电极的量子点垂直沟道场效应管
本技术属于半导体材料及光电器件
,涉及一种光敏场效应管,具体的说,是涉及一种垂直沟道型光敏场效应管。
技术介绍
场效应管发展至今,其基本的器件构成和工作原理类似,均包含三个电极,即源极、漏极、栅极。传统的场效应管是利用栅极电压控制导电沟道中载流子数目实现其功能的,制作方法较为成熟,器件成型也较为稳定。垂直沟道型场效应管同时具备了普通场效应管的优点和垂直沟道的很多独特的性质,从其结构组成来看,垂直沟道型场效应管的漏极、半导体层和源极垂直分布。在传统硅基器件日益趋近物理极限的背景下,量子点场效应管作为一种新型纳米器件受到了广泛关注。量子点的三个维度上的尺寸都在纳米量级,从材料维数受限的角度来看,当材料在不同方向上的维度尺寸小于该材料的费米波长时,材料中电子在该方向上的运动受限,导致其物理特性、光学特性发生了很大的变化。但随着场效应管尺度的缩小,器件加工的均匀性问题变得越来越严重,器件的加工精度及掺杂均匀性也成为制约,使得场效应管的电学特性和稳定性变差。而垂直沟道型场效应管可以克服传统场效应管的性能限制,可以实现异质结尺寸减小从而使得整个场效应管尺寸缩小,进而实现小操作电压下得到大的传输电流,并提高光敏场效应管的光效应灵敏度。石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶体结构的一种碳质新材料,具有良好的电学、光学和机械性能。单层石墨烯透明度高,导电性好,厚度仅为0.3~0.4nm,是优良的电极材料。目前,国际上以石墨烯为透明电极制备的垂直沟道场效应管主要采用有机材料作为半导体层。由于有机材料在空气中的稳定性较差,载流子 ...
【技术保护点】
一种量子点垂直沟道型光敏场效应管,包括作为衬底层的栅极‑高掺杂单晶硅层,所述栅极‑高掺杂单晶硅层上设置有二氧化硅层作为绝缘层,其特征在于,所述二氧化硅层上设置有单层石墨烯作为源极层;所述单层石墨烯上一侧设置有源极金接触层作为源极传输层,另一侧设置有量子点层作为垂直导电沟道;所述量子点层上设置有金电极作为漏极层;所述源极金接触层和所述金电极之间连接导线。
【技术特征摘要】
1.一种量子点垂直沟道型光敏场效应管,包括作为衬底层的栅极-高掺杂单晶硅层,所述栅极-高掺杂单晶硅层上设置有二氧化硅层作为绝缘层,其特征在于,所述二氧化硅层上设置有单层石墨烯作为源极层;所述单层石墨烯上一侧设置有源极金接触层作为源极传输层,另一侧设置有量子点层作为垂直导电沟道;所述量子点层上设置有金电极作为漏极层;所述源极金接触层和所述金电极之间连接导线。2.根据权利要求1所述的一种量子点垂直沟道型光敏场效应管,其特征在于,所述栅极-高掺杂单晶硅层的厚度为3μm。...
【专利技术属性】
技术研发人员:张雅婷,车永莉,宋效先,张海婷,曹明轩,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:新型
国别省市:天津,12
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