论文部分内容阅读
石墨烯是一种由碳原子构成二维蜂巢状结构的单原子层晶体。石墨烯的高载流子迁移率和宽谱吸收等性质使其可以应用于光电探测领域,但是由于其吸收率较低和光生载流子寿命较短等缺点使得单层石墨烯基光电探测器的性能较差。石墨烯纳米网上有纳米级的孔洞,这种孔洞结构有望提高石墨烯基光电探测器的性能。本论文制备了石墨烯纳米网,将其制成光电探测原理型器件,研究了其在不同温度下的宽谱响应性能。主要的内容和成果如下: 1、利用硝酸铁溶液对铜箔进行预处理,采用化学气相淀积技术获得了石墨烯。以自组装的PS小球为模板,利用氧等离子体刻蚀技术和电子束蒸镀技术获得了孔洞大小均一且排列有序的ZnS纳米网。以ZnS纳米网为掩膜,利用氧等离子体刻蚀技术制备了石墨烯纳米网。利用电子束蒸镀技术将石墨烯纳米网制成光电探测原理型器件。 2、研究了石墨烯纳米网光电探测原理型器件对单色光的响应性能。研究表明,该探测器对波长分别为365nm、402nm、460nm、520nm、620nm、980nm的单色光都有响应,实现了从紫外到近红外波段的宽谱探测。在其他条件不变的情况下,探测器的光响应度和外部量子效率随着温度的增加而不断降低。在入射波长为980nm,源漏电压为5V,温度为80K时,该石墨烯纳米网基光电探测器的光响应度可以达到27.41A/W。当入射波长为365nm,源漏电压为5V,温度为80K时,该石墨烯纳米网基光电探测器的量子效率可以达到66.13%。