一种石墨烯红外探测单元及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯红外探测单元及其制备方法，该石墨烯红外探测单元包括：红外吸收层、石墨烯层、金属电极以及衬底；其中，红外吸收层覆盖在衬底上，石墨烯层覆盖在红外吸收层上，金属电极放置在石墨烯层两端的表面上。本发明专利技术通过石墨烯材料独特能带结构、超高载流子迁移率、超宽光谱吸收的特性，将其作为红外探测单元的制备材料，利用石墨烯与红外吸收层材料之间的功函数差，在石墨烯与红外吸收层接触处产生势垒，光照下形成光栅效应，从而延长了红外吸收层中光生载流子的寿命，同时提高了红外探测单元的光电导增益，使红外探测器的探测距离和灵敏度得到极大的提高。

A Graphene Infrared Detection Unit and Its Preparation Method

The invention discloses a graphene infrared detection unit and a preparation method thereof. The graphene infrared detection unit comprises an infrared absorption layer, a graphene layer, a metal electrode and a substrate. The infrared absorption layer is covered on the substrate, the graphene layer is covered on the infrared absorption layer, and the metal electrode is placed on the surface of both ends of the graphene layer. Through the unique band structure, ultra-high carrier mobility and ultra-wide spectral absorption characteristics of graphene material, the present invention takes graphene as the preparation material of infrared detection unit. By utilizing the work function difference between graphene and infrared absorption layer material, potential barriers are generated at the contact point between graphene and infrared absorption layer, and grating effect is formed under light, thereby prolonging the photocurrent generation in infrared absorption layer. At the same time, the photoconductive gain of the infrared detector unit is increased, and the detection distance and sensitivity of the infrared detector are greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯红外探测单元及其制备方法
本专利技术涉及红外探测器领域，特别是涉及一种石墨烯红外探测单元及其制备方法。
技术介绍
红外探测材料的探测性能是影响红外探测系统灵敏度的关键。半个多世纪以来，以锑化铟、碲镉汞、二类超晶格等光电探测材料为基础的红外焦平面器件快速发展，极大地促进了红外成像与探测技术的发展，红外探测系统的探测灵敏度得到大幅度提升，温度灵敏度达到几十mK(10-2K)量级。随着航天红外遥感、灾害的预报、森林火情监测等领域对大面阵凝视、远距离探测、高响应速率等需求日益发展，同时，由于探测器距离的拉长，目标的成像能量迅速变弱，现有的探测器材料已经无法实现对微弱目标的稳定探测，传统的红外探测系统的空间灵敏度和温度灵敏度均需要进一步提高。
技术实现思路
本专利技术提供一种石墨烯红外探测单元及其制备方法，用以解决现有技术中使用的探测器材料已经无法实现对微弱目标的稳定探测，传统的红外探测系统的空间灵敏度和温度灵敏度均需要进一步提高的问题。为解决上述技术问题，一方面，本专利技术提供一种石墨烯红外探测单元，包括：红外吸收层、石墨烯层、金属电极以及衬底；其中，所述红外吸收层覆盖在所述衬底上，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯红外探测单元，其特征在于，包括：红外吸收层、石墨烯层、金属电极以及衬底；其中，所述红外吸收层覆盖在所述衬底上，所述石墨烯层覆盖在所述红外吸收层上，所述金属电极放置在所述石墨烯层两端的表面上。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯红外探测单元，其特征在于，包括：红外吸收层、石墨烯层、金属电极以及衬底；其中，所述红外吸收层覆盖在所述衬底上，所述石墨烯层覆盖在所述红外吸收层上，所述金属电极放置在所述石墨烯层两端的表面上。2.如权利要求1所述的红外探测单元，其特征在于，所述红外吸收层的材质为碲镉汞HgCdTe或二类超晶格或锑化铟InSb。3.如权利要求1所述的红外探测单元，其特征在于，所述衬底的材质为硅片Si、砷化镓GaAs，锗Ge、锑化铟InSb、锑化镓GaSb、碲锌镉CdZnTe、碲镉汞HgCdTe中的任意一种。4.如权利要求1所述的红外探测单元，其特征在于，所述红外探测单元还包括钝化层，其中，所述钝化层的材质为硫化锌ZnS或氧化铝Al2O3或氧化硅SiO2，所述钝化层覆盖在所述红外吸收层上，与所述石墨烯层和所述金属电极接触，用于隔绝所述金属电极与所述红外吸收层接触，抑制红外吸收层表面复合。5.如权利要求4所述的红外探测单元，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘铭，周朋，喻松林，周立庆，张永哲，游聪娅，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11