石墨烯光吸收特性的玻璃基波导型光电探测器及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯光吸收特性的玻璃基波导型光电探测器及制备方法。包括依次自下而上分布覆于玻璃衬底之上的玻璃基波导、石墨烯薄膜和两块金属电极，玻璃基波导呈条形位于玻璃衬底中部，石墨烯薄膜覆于玻璃基波导中部，两块金属电极相对称地位于石墨烯薄膜的两侧，每块金属电极中一部分直接覆于玻璃衬底上，另一部分覆于石墨烯薄膜上。本发明专利技术通过形成光电流信号来实现光电探测器的功能，电压低，结构简单，制作成本低，响应度高，可应用于集成光学，具有大规模生产的潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电探测
，涉及光电探测器件结构，特别涉及一种石墨烯光吸收特性的玻璃基波导型光电探测器及制备方法。
技术介绍
光电探测器作为接收装置在光通信网络中占有重要地位。随着光电子技术的发展和材料科学以及微纳加工工艺水平的不断提升，光电探测器朝着小体积、低成本、高性能的趋势发展。玻璃具有极低的光损耗和易于加工等特性，使玻璃基片上集成光波导得以实现。玻璃基片离子交换技术制造的光波导属于扩散原理形成的光波导。这种光波导是集成光学线路中的基础部件，在板级光互连中有强大的竞争力，在现在和将来的各种应用中，从数据存储到信息传输，它都起着重要的作用。原因在于这类光波导有一系列诱人的性质，包括传输损耗低、工艺简单、成本低、易与光纤耦合等。石墨烯是由一系列碳原子排列成六边形的网格状二维平面晶体结构。作为一种零带隙材料，石墨烯可以吸收从紫外到太赫兹波段的入射光。通过玻璃基波导使入射光与石墨烯平行，大大提高了石墨烯对光子的吸收率。石墨烯吸收光子后，会产生光生载流子形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯光吸收特性的玻璃基波导型光电探测器，其特征在于：包括依次自下而上分布覆于玻璃衬底(4)之上的玻璃基波导(1)、石墨烯薄膜(2)和两块金属电极(3)，玻璃基波导(1)呈条形位于玻璃衬底(4)中部，石墨烯薄膜(2)覆于玻璃基波导(1)上，两块金属电极(3)相对称地位于石墨烯薄膜(2)的两侧，每块金属电极(3)中一部分直接覆于玻璃衬底(4)上，另一部分覆于石墨烯薄膜(2)上。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯光吸收特性的玻璃基波导型光电探测器，其特征在于：包括依次自下而上分布覆于玻璃衬底(4)之上的玻璃基波导(1)、石墨烯薄膜(2)和两块金属电极(3)，玻璃基波导(1)呈条形位于玻璃衬底(4)中部，石墨烯薄膜(2)覆于玻璃基波导(1)上，两块金属电极(3)相对称地位于石墨烯薄膜(2)的两侧，每块金属电极(3)中一部分直接覆于玻璃衬底(4)上，另一部分覆于石墨烯薄膜(2)上。
2.根据权利要求1所述一种基于石墨烯光吸收特性的光电探测器，其特征在于：所述的石墨烯薄膜(2)覆于玻璃基波导(1)中部，石墨烯薄膜(2)的宽度大于玻璃基波导(1)宽度，石墨烯薄膜(2)的长度小于玻璃基波导(1)长度。
3.根据权利要求1所述一种基于石墨烯光吸收特性的光电探测器，其特征在于：所述的玻璃基波导(1)为离子交换表面光波导；所述的金属电极(3)的材料为铝、金或金铬合金。
4.根据权利要求1所述一种基于石墨烯光吸收特性的光电探测器，其特征在于：所述的金属电极(3)为薄膜电极，其结构为平行结构或叉指结构；采用叉指结构，两侧金属电极(3)的叉指相互平行且交错地覆于石墨烯薄膜(2)之上。
5.根据权利要求4所述一种基于石墨烯光吸收特性的光电探测器，其特征在于：所述的两块金属电极(3)的厚度一致，每个叉指宽度相同，相邻叉指之间的间隙距离相同。
6.一种基于石墨烯光吸收特性的光电探测器的制备方法，其特征在于：
1)以玻璃基片作为玻璃衬底(4)，在玻璃基片表面处理制备获得带有玻璃基波导(1)的玻璃衬底(4)；
2)在玻璃衬底(4)上加工放置石墨烯，形成石墨烯薄膜(2)；
3)通过标准光刻工艺制作出金属电极(3)的图形，用电子束蒸发的方式将金属电极(3)蒸镀到石墨烯薄膜(2)和玻璃衬底(4)上。
7.根据权利要求6所述的一种基于石墨烯光吸收特性的光电探测器的制备方法，其特征在于：所述步骤1)具体为：
1.1)将玻璃基片作为玻璃衬底(4)用浓硫酸清洗液洗净，烘干后用真空蒸镀在玻璃基片表面蒸镀一层铝掩膜(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕哲韬，王根成，杨龙志，赵昌云，杨建义，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33