近日，普渡大學(xué)、密西根大學(xué)和賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)聲稱，已解決阻礙石墨烯高性能光學(xué)器件的發(fā)展問題，石墨烯高性能光學(xué)器件可用于成像、顯示、傳感器和高速通信。
極薄碳層具有獨(dú)特的光學(xué)和電子性質(zhì)，石墨烯有希望制成高性能光電器件。然而，通常的石墨烯光電探測器僅有一小塊區(qū)域?qū)馐舾校拗屏似鋺?yīng)用。
普渡大學(xué)陳勇教授說：“為解決該問題，研究人員將石墨烯與相對(duì)較大的SiC襯底相結(jié)合，制成了石墨烯場效應(yīng)晶體管，光可以將其激活。”
高性能光電探測器可用于高速通信、超靈敏相機(jī)、傳感和可穿戴電子器件?；谑┑木w管陣列可以實(shí)現(xiàn)高分辨率成像和顯示?！ ?/span>
Jovanovic教授說：“在通常的石墨烯光電探測器中，光響應(yīng)僅發(fā)生在石墨烯附近的特定位置(該區(qū)域比器件尺寸小得多)。然而，對(duì)許多光電器件應(yīng)用而言，希望在更大的區(qū)域上獲得光響應(yīng)和位置靈敏度。”
新發(fā)現(xiàn)表明，該器件可在非局部區(qū)域?qū)饷舾?，甚至?dāng)光照在距石墨烯至少500?m的碳化硅襯底上時(shí)也對(duì)光敏感。光響應(yīng)和光電流可增加差不多10倍，這取決于照射哪一部分材料。此外，光電晶體管新技術(shù)也是位置靈敏的，因此它可以確定光線到達(dá)的位置(對(duì)于成像應(yīng)用和探測器非常重要)。
該研究將電壓施加在碳化硅背面和石墨烯之間，在碳化硅中建一個(gè)電場。入射光在碳化硅中產(chǎn)生光載流子。該研究與開發(fā)石墨烯傳感器工作有關(guān)，石墨烯傳感器可用于檢測輻射。
這是首次證明在較大的碳化硅晶片上使用一小塊石墨烯實(shí)現(xiàn)非局部光電探測，因此光不必?fù)糁惺┍旧?。光線可以入射在一個(gè)更大的區(qū)域，幾乎是一毫米，之前沒有人做過相關(guān)研究。未來研究將包括探索諸如閃爍體、天體物理學(xué)成像技術(shù)和高能輻射傳感器等工作。
資料來源：儀器儀表網(wǎng)。
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