二维铁电材料调控下的石墨烯超灵敏太赫兹探测器

TN386.2; 石墨烯具有缺陷密度低、易大面积转移,载流子迁移率高等优异特性,但石墨烯具有的零带隙能带结构导致光生载流子寿命不高,制约了其在高灵敏光电探测器的应用.本工作中利用铁电材料CuInP2S6(CIPS)做顶栅来调控石墨烯的光电特性,探索了提升石墨烯太赫兹探测器灵敏度的可能性,研究了基于铁电调控下的石墨烯光热电效应和等离子体波自混频效应的探测机理,得到了高性能的石墨烯太赫兹探测器.在40 mV的偏置电压和2.12 V的栅压下,该器件在0.12 THz波段辐射下达到了0.5 A/W的响应率,响应时间为1.67μs,噪声等效功率为0.81 nW/Hz1/2.在0.29 THz波段辐射下仍...

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Published in红外与毫米波学报 Vol. 41; no. 4; pp. 696 - 701
Main Authors 王雪妍, 张毅闻, 王林, 陈效双
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海200083%上海师范大学数理学院,上海200080%中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海200083 01.08.2022
上海师范大学数理学院,上海200080
Subjects
太赫兹探测
石墨烯
二维铁电
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ISSN1001-9014
DOI10.11972/j.issn.1001-9014.2022.04.007

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Abstract TN386.2; 石墨烯具有缺陷密度低、易大面积转移,载流子迁移率高等优异特性,但石墨烯具有的零带隙能带结构导致光生载流子寿命不高,制约了其在高灵敏光电探测器的应用.本工作中利用铁电材料CuInP2S6(CIPS)做顶栅来调控石墨烯的光电特性,探索了提升石墨烯太赫兹探测器灵敏度的可能性,研究了基于铁电调控下的石墨烯光热电效应和等离子体波自混频效应的探测机理,得到了高性能的石墨烯太赫兹探测器.在40 mV的偏置电压和2.12 V的栅压下,该器件在0.12 THz波段辐射下达到了0.5 A/W的响应率,响应时间为1.67μs,噪声等效功率为0.81 nW/Hz1/2.在0.29 THz波段辐射下仍达到了0.12 A/W的响应率,且噪声等效功率为1.78 nW/Hz1/2.该工作展示了二维铁电异质结构在太赫兹波段中的巨大应用前景.
AbstractList TN386.2; 石墨烯具有缺陷密度低、易大面积转移,载流子迁移率高等优异特性,但石墨烯具有的零带隙能带结构导致光生载流子寿命不高,制约了其在高灵敏光电探测器的应用.本工作中利用铁电材料CuInP2S6(CIPS)做顶栅来调控石墨烯的光电特性,探索了提升石墨烯太赫兹探测器灵敏度的可能性,研究了基于铁电调控下的石墨烯光热电效应和等离子体波自混频效应的探测机理,得到了高性能的石墨烯太赫兹探测器.在40 mV的偏置电压和2.12 V的栅压下,该器件在0.12 THz波段辐射下达到了0.5 A/W的响应率,响应时间为1.67μs,噪声等效功率为0.81 nW/Hz1/2.在0.29 THz波段辐射下仍达到了0.12 A/W的响应率,且噪声等效功率为1.78 nW/Hz1/2.该工作展示了二维铁电异质结构在太赫兹波段中的巨大应用前景.
Author 王林
王雪妍
张毅闻
陈效双
AuthorAffiliation 上海师范大学数理学院,上海200080;中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海200083%上海师范大学数理学院,上海200080%中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海200083
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ZHANG Yi-Wen
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