基于石墨烯pn结的光探测器及其制作方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯pn结的光探测器，其包括：石墨烯层，其包含相互配合形成插指结构的第一区域和第二区域；第一电极图形，其用于在被施加一负电压时使所述第一区域呈p型；第二电极图形，其用于在被施加一正电压时使所述第二区域呈n型；以及，分别与第一区域、第二区域电连接的两个以上接触电极。本发明专利技术的基于石墨烯pn结的光探测器可以有效实现紫外、近红外及可见光波段的光探测，光响应度和灵敏度高，光响应时间短，且在50‑500K之间的任何温度下都可以正常工作。

【技术实现步骤摘要】
基于石墨烯pn结的光探测器及其制作方法与应用
本专利技术涉及一种光探测器，特别是一种基于石墨烯pn结的光探测器及其制作方法与应用。
技术介绍
现代电子学的核心是通过外加电压来控制材料电子属性的能力。在许多情况下，电场效应允许改变半导体器件中的载流子浓度，并由此改变通过它的电流。随着以硅为主导的半导体行业接近现有技术性能改进的极限，性能可以通过电场来控制的非传统材料不断被挖掘。由于石墨烯中的载流子遵循一种特殊的量子隧道效应，在碰到杂质时不会产生背散射，所以具有强的导电性及高的载流子迁移率。石墨烯的载流子迁移率受温度变化的影响较小，50-500K之间的任何温度下，单层石墨烯的电子迁移率都在15,000cm2V-1s-1左右。研究发现单层石墨烯具有明显的双极性电场效应，对其施加不同的栅极电压能改变其费米能级，进而改变载流子的类型，使其在电子和空穴之间连续调节，并且浓度可高达1013cm-2，迁移率可以超过15,000cm2V-1s-1。n型半导体与p型半导体在同一块半导体基底上时它们的交界面就形成空间电荷区，称为pn结。pn结中电子向P区扩散，空穴向n区扩散，使p区带负电，n区带正电，形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于石墨烯pn结的光探测器，其特征在于包括：石墨烯层，其包含相互配合形成插指结构的第一区域和第二区域；第一电极图形，其用于在被施加一负电压时使所述第一区域呈p型；第二电极图形，其用于在被施加一正电压时使所述第二区域呈n型；以及分别与第一区域、第二区域电连接的两个以上接触电极。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯pn结的光探测器，其特征在于包括：石墨烯层，其包含相互配合形成插指结构的第一区域和第二区域；第一电极图形，其用于在被施加一负电压时使所述第一区域呈p型；第二电极图形，其用于在被施加一正电压时使所述第二区域呈n型；以及分别与第一区域、第二区域电连接的两个以上接触电极。2.根据权利要求1所述的基于石墨烯pn结的光探测器，其特征在于包括：第一电极图形，其包括第一金属电极图形，形成于第一金属电极图形上的第一介质层，设置于第一介质层上的石墨烯层，形成于石墨烯层上的第二介质层，形成第二介质层上的第二电极图形，所述第二电极图形包括第二金属电极图形，所述第一金属电极图形、第二金属电极图形两者在与石墨烯层平行的面上的正投影形成插指结构；以及分别与石墨烯层电性接触的两个以上间隔设置的接触电极，所述接触电极包括金属接触电极。3.根据权利要求2所述的基于石墨烯pn结的光探测器，其特征在于：所述第一金属电极图形形成在基底上，所述基底为绝缘体或半导体。4.根据权利要求3所述的基于石墨烯pn结的光探测器，其特征在于：所述基底的厚度为50-1000μm。5.根据权利要求2所述的基于石墨烯pn结的光探测器，其特征在于：所述的两个以上金属接触电极沿第一金属电极图形或第二金属电极图形中电极插指的长度方向间隔设置。6.根据权利要求1所述的基于石墨烯pn结的光探测器，其特征在于：所述正电压、负电压的大小相同，方向相反；和/或，所述正电压、负电压的大小为1-100V。7.根据权利要求2所述的基于石墨烯pn结的光探测器，其特征在于：所述第一金属电极图形、第二金属电极图形中电极插指的宽度为1-100μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：付凯，丁晓煜，徐宁，何涛，张宝顺，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32