The present invention relates to the field of graphene light detector, the device from bottom to top as the substrate, the metal layer and the insulating layer, P doped graphene layer, dielectric layer and N doped graphene layer, a gate metal layer with voltage; the insulating layer has a source electrode, a drain electrode, a first electrode among them, a source electrode and a drain electrode on both sides are respectively located in the first layer of graphene, and graphene is connected with the first layer; on both sides of the first and second electrodes were located second graphene layers, and the first electrode and the second graphene layer connected; P doped graphene layer, dielectric layer and N the doped graphene layer PIN structure; the first graphene layer, a source electrode, a drain electrode, an insulating layer and a metal layer composed of a field effect transistor. The present invention made field effect transistor structure and structure of PIN composite detector by using graphene materials, UV infrared wide band high response to rapid detection.
【技术实现步骤摘要】
费米能级可调的PIN结构石墨烯光探测器及其制备方法
本专利技术涉及石墨烯光探测器领域,具体涉及一种费米能级可调的PIN结构石墨烯光探测器及其制备方法。
技术介绍
石墨烯(Grahpene)是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,其具有优异的机械、电学、热学及光学性能,自2004年Novoselov和Geim的团队用机械剥离法制备出室温存在的单层石墨烯以来,其已逐渐成为研究的热点。在目前已知的材料中,石墨烯无疑是最薄的,单层石墨烯厚度仅为0.3纳米(一个碳原子厚度),但它也同时是最坚硬的纳米材料。石墨烯可吸收2.3%的白光,远高于碳的其他同素异形体。石墨烯在常温下即可观察霍尔效应。石墨烯是一种半金属零带隙材料,这使得它可以通过控制栅极来调节石墨烯的传导率,而且能使得它不可能在低于一定限度的条件下关闭,开启禁带的几种方法已经提出并论证。石墨烯光探测器大致分为金属石墨烯接触式光探测器,等离子体共振型光探测器,量子点石墨烯混合光探测器,石墨烯异质结型光探测器等等。2009年,FengnianXia、ThomasMueller等人利用机械剥离的石墨烯做出了金属石墨烯接触式光探测器,也是第一个石墨烯光电探测器,它的出现引起了广泛的关注。不足是光响应只有0.5mA/W。2010年Echtermeyer研究了不同纳米结构对光电响应的影响,发现改变纳米结构尺寸可以调节不同波长的光吸收,从而基于石墨烯制备出等离子体共振型光探测器,可惜其光响应率并不高。2012年,GerasimosKonstantatos提出了将量子点和石墨烯混合,从而制备出量子点石墨烯混 ...
【技术保护点】
一种费米能级可调的PIN结构石墨烯光探测器,其特征在于,从下到上依次为衬底、金属层、绝缘层、第一石墨烯层、介质层及第二石墨烯层;绝缘层上具有源极电极、漏极电极及第一电极,其中源极电极和漏极电极均与第一石墨烯层相连接,第一电极与第二石墨烯层相连接;其中第一石墨烯层和第二石墨烯层中任意一个为P掺杂,另一个为N掺杂,第一石墨烯层、介质层及第二石墨烯层构成PIN结构;第一石墨烯层、源极电极、漏极电极、绝缘层及金属层构成一个场效应晶体管。
【技术特征摘要】
1.一种费米能级可调的PIN结构石墨烯光探测器,其特征在于,从下到上依次为衬底、金属层、绝缘层、第一石墨烯层、介质层及第二石墨烯层;绝缘层上具有源极电极、漏极电极及第一电极,其中源极电极和漏极电极均与第一石墨烯层相连接,第一电极与第二石墨烯层相连接;其中第一石墨烯层和第二石墨烯层中任意一个为P掺杂,另一个为N掺杂,第一石墨烯层、介质层及第二石墨烯层构成PIN结构;第一石墨烯层、源极电极、漏极电极、绝缘层及金属层构成一个场效应晶体管。2.根据权利要求1所述的费米能级可调的PIN结构石墨烯光探测器,其特征在于,所述金属层为Cu、Au、Al、Ni、NiCr或Ag,且金属层的厚度为100-1000nm。3.根据权利要求1所述的费米能级可调的PIN结构石墨烯光探测器,其特征在于,所述绝缘层为SiO2、Si3N4、MnO2或MgO,绝缘层的厚度为100-1000nm。4.根据权利要求1所述的费米能级可调的PIN结构石墨烯光探测器,其特征在于,所述介质层为Si3N4、MgO、SiO2或未掺杂的石墨烯。5.根据权利要求1或4所述的费米能级可调的PIN结构石墨烯光探测器,其特征在于,所述介质层的厚度为1-500nm。6.根据权利要求1所述的费米能级可调的PIN结构石墨烯光探测器,其特征在于,所述绝缘层上还具有作为备用...
【专利技术属性】
技术研发人员:王军,潘锐,李凯,苟君,蒋亚东,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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