【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到表面入射石墨烯光电探测器，尤其涉及一种基于一维光栅的表面入射石墨烯光电探测器。
技术介绍
2004年石墨烯被发现，短短6年后，发现它的两位科学家就获得了诺贝尔物理学奖，可见石墨烯对科学研究和工业生产意义重大。科学家们很快发现石墨烯具有很多其它材料所不具有的好性质，其同时具有优良的电学、光学、力学性质。2010年IBM成功研制出以碳化硅为衬底的截止频率达100GHz的石墨烯晶体管，短短一年之后石墨烯就成功实现集成电路。由于石墨烯具有独特的能带结构，决定了其具有独特的光学电学性质。其具有的饱和吸收特性，2009年成功实现锁模激光器；其费米能级可以通过栅压调节，2011年张翔组利用这一性质成功实现世界上最小的电吸收调制器。由于石墨烯吸收光子具有很高的内量子效率，没有长波限制以及其具有很高的载流子迁移率，将石墨烯作为探测器的有源层获得了很多研究组的关注，也取得了很多成果。对于传统的半导体光电探测器，大多基于pin结或者pn结结构，其
【技术保护点】
一种基于一维光栅的表面入射石墨烯光电探测器，包括：SOI衬底，由下至上依次包括硅、埋氧层和顶层硅；刻蚀该顶层硅形成的一维光栅，该一维光栅由多个二氧化硅条(6)和多个硅条(7)交替分布构成，用以调制与石墨烯层作用的光场的空间分布；形成于该一维光栅之上的石墨烯层(8)，作为有源层与其周围的光场作用产生电子空穴对；形成于该石墨烯层(8)之上的第一叉指电极(4)和第二叉指电极(5)，二者均与石墨烯接触从而在接触面形成内建电场，用以实现对光生载流子的有效收集而形成光电流。
【技术特征摘要】
1.一种基于一维光栅的表面入射石墨烯光电探测器，包括：
SOI衬底，由下至上依次包括硅、埋氧层和顶层硅；
刻蚀该顶层硅形成的一维光栅，该一维光栅由多个二氧化硅条(6)
和多个硅条(7)交替分布构成，用以调制与石墨烯层作用的光场的空间
分布；
形成于该一维光栅之上的石墨烯层(8)，作为有源层与其周围的光场
作用产生电子空穴对；
形成于该石墨烯层(8)之上的第一叉指电极(4)和第二叉指电极(5)，
二者均与石墨烯接触从而在接触面形成内建电场，用以实现对光生载流子
的有效收集而形成光电流。
2.根据权利要求1所述的基于一维光栅的表面入射石墨烯光电探测
器，所述埋氧层的厚度为3μm，所述顶层硅的厚度为220nm，刻蚀该顶层
硅而形成的一维光栅的厚度为120nm。
3.根据权利要求1所述的基于一维光栅的表面入射石墨烯光电探测
器，所述一维光栅中的多个二氧化硅条(6)和多个硅条(7)，能够实现
对入射光光强分布进行调制。
4.根据权利要求3所述的基于一维光栅的表面入射石墨烯光电探测
器，当垂直入射光是TE偏振态时，该一维光栅能够实现光场主要集中在
硅条(7)中；与硅条(7)上的单层石墨烯接触的第一叉指电极(4)旁
边的石墨烯能够产生更多的电子空穴对，在金属与...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄北举，程传同，张赞，张赞允，陈弘达，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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