一种多层耦合结构多波段石墨烯探测器及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种多层耦合结构多波段石墨烯探测器及其制备工艺。该探测器包括二氧化硅/硅基底、底层石墨烯、底层金属纳米颗粒、源极、漏极、顶层石墨烯、顶层金属纳米颗粒和背栅。金属电极在两层石墨烯之间的夹层结构，形成双活性层。两层金属纳米颗粒修饰两层石墨烯的结构，实现对双波段、多波段光电响应增强。通过分别调控两层金属纳米颗粒，改变金属纳米颗粒的尺寸、材料及颗粒间距，实现对特定波长入射光选择性吸收增强及多波段的选择性光电探测。背栅电压调控进一步增强光的吸收，提高响应度。该探测器制备工艺简单，实现了室温下的高速、高灵敏、多波段探测，有效解决了双波段、多波段探测的迫切需求。

Multi band graphene detector with multi-layer coupling structure and its preparation process

【技术实现步骤摘要】
一种多层耦合结构多波段石墨烯探测器及其制备工艺
本专利技术属于材料学科、半导体光电器件及微纳制造领域，具体涉及一种多层耦合结构多波段石墨烯探测器及其制备工艺。
技术介绍
光电探测器不仅在军事、国防和国民经济的各个领域有广泛用途，更是已经渗透到许多学科领域，并得到迅猛发展。如：夜视侦查、武器瞄具、材料缺陷的检测、设备状态热诊断、生产过程监控、减灾防灾等诸多方面。石墨烯作为一种新兴的二维材料，应用在光电探测领域能够探测从紫外到可见光再到红外的整个光谱。石墨烯光电探测器克服了第三代探测器如碲镉汞(HgCdTe)等需低温制冷、探测频段范围窄的缺陷，使在室温下的超快、全波段的光电探测成为可能。然而，单层石墨烯光吸收率仅为2.3％，导致石墨烯探测器的响应度低。近年来，对多波段探测的需求，也迫切需要改进及研制出一种新型探测器。提高石墨烯与光相互作用并充分发挥石墨烯宽光谱探测的优点，实现双色、多色、宽光谱探测，对现有石墨烯光电探测器的性能提升及应用具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多层耦合结构多波段石墨烯探测器及其制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层耦合结构多波段石墨烯探测器，其特征在于，包括二氧化硅/硅基底(1)、底层石墨烯(2)、底层金属纳米颗粒(3)、源极(4)、漏极(5)、顶层石墨烯(6)和顶层金属纳米颗粒(7)；其中，/n底层石墨烯(2)设置于二氧化硅/硅基底(1)表面上，源极(4)和漏极(5)分别设置于底层石墨烯(2)表面上的两侧，底层金属纳米颗粒(3)设置于源极(4)和漏极(5)之间的底层石墨烯(2)表面上，顶层石墨烯(6)设置于源极(4)、漏极(5)以及底层金属纳米颗粒(3)的表面上，顶层金属纳米颗粒(7)设置于顶层石墨烯(6)表面上；二氧化硅/硅基底(1)上的硅一侧还设置有背栅(8)。/n

【技术特征摘要】
1.一种多层耦合结构多波段石墨烯探测器，其特征在于，包括二氧化硅/硅基底(1)、底层石墨烯(2)、底层金属纳米颗粒(3)、源极(4)、漏极(5)、顶层石墨烯(6)和顶层金属纳米颗粒(7)；其中，
底层石墨烯(2)设置于二氧化硅/硅基底(1)表面上，源极(4)和漏极(5)分别设置于底层石墨烯(2)表面上的两侧，底层金属纳米颗粒(3)设置于源极(4)和漏极(5)之间的底层石墨烯(2)表面上，顶层石墨烯(6)设置于源极(4)、漏极(5)以及底层金属纳米颗粒(3)的表面上，顶层金属纳米颗粒(7)设置于顶层石墨烯(6)表面上；二氧化硅/硅基底(1)上的硅一侧还设置有背栅(8)。


2.根据权利要求1所述的一种多层耦合结构多波段石墨烯探测器，其特征在于，通过在源极(4)和漏极(5)上转移顶层石墨烯(6)，实现由单活性层变为双活性层。


3.根据权利要求1所述的一种多层耦合结构多波段石墨烯探测器，其特征在于，金属纳米颗粒为金、银和铜在内的能够激发局域表面等离激元的金属纳米颗粒。


4.根据权利要求1所述的一种多层耦合结构多波段石墨烯探测器，其特征在于，通过分别调控两层金属纳米颗粒，改变金属纳米颗粒的尺寸、材料及颗粒间距实现对设定波长入射光选择性吸收增强及多波段的选择性光电探测。


5.权利要求1至4所述的一种多层耦合结构多波段石墨烯探测器的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

【专利技术属性】
技术研发人员：杨树明，索浩，王一鸣，吉培瑞，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61