【摘 要】
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在石墨烯和氮化硼衬底上进行范德华外延生长可以得到超薄有机晶体.该类有机晶体可以用于制备高性能场效应管[1][2].几乎理想的界面使得有机晶体具有很高的迁移率,同时实现了载流子的能带型的输运.以C8-BTBT 分子作为范例,在石墨烯场效应管沟道中外延生长高质量超薄有机晶体可以用于制备高性能光电晶体管.在实验中观察到即使有机晶体的厚度仅有3 纳米厚,器件仍表现出了高达1.57×104A/W 的光响应度
【机 构】
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固体微结构国家实验室,南京大学电子科学与工程学院,人工微结构科学与技术协同创新中心,江苏南京,210023
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在石墨烯和氮化硼衬底上进行范德华外延生长可以得到超薄有机晶体.该类有机晶体可以用于制备高性能场效应管[1][2].几乎理想的界面使得有机晶体具有很高的迁移率,同时实现了载流子的能带型的输运.以C8-BTBT 分子作为范例,在石墨烯场效应管沟道中外延生长高质量超薄有机晶体可以用于制备高性能光电晶体管.在实验中观察到即使有机晶体的厚度仅有3 纳米厚,器件仍表现出了高达1.57×104A/W 的光响应度,25 毫秒的响应速度以及大于108 的光导增益.在器件上进行继续的有机材料的外延生长可以对厚度相关的器件性能进行研究.当有机层的厚度增加到7 个分子层厚时,器件的外量子效率线性增加.对于薄层有机/石墨烯器件而言,界面的载流子分离/交换效率最高达到了41％,光导增益为109量级.这两个器件参数都达到了石墨烯基光电器件的最好水平.而单层器件的响应速度则比多层器件快30 倍.与厚度相关的器件性能调制使得制备更高性能的有机晶体/石墨烯混合型光电晶体管成为可能.
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