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二维变三维,石墨烯光电传感器制作新方法
发表时间:2019-03-07     阅读次数:     字体:【

2019年2月7日,Nano Letters发布了清华大学刘泽文教授和北京交通大学邓涛副教授联合团队的研究论文——Three-Dimensional Graphene Field-Effect Transistors as High Performance Photodetectors.(DOI: 10.1021/acs. nanolett. 8b04099),介绍了一种自卷曲方法,可以将2D埋栅式GFET转化为3D微管式GFET,可用作光电传感器实现从紫外光(325nm)到太赫兹(119μm)区域超高灵敏度、超快探测。其高光响应率、宽光谱范围和高速度的结合将为3D石墨烯光电器件和系统带来新的机遇,对整个二维材料研究领域,包括二硫化钼、黑磷等其他类石墨烯2D晶体材料都具有重要意义。


研究人员利用氮化硅应力层驱动2D GFET自卷曲为微管式3D GFET结构,首次制造出了卷曲层数(1~5)和半径(30μm~65μm)精确可控的3D GFET器件阵列。由于管状谐振微腔内的光场增强和光-石墨烯相互作用面积增大,所得到的3D场效应管的光响应率得到显著提高,工作波长范围从紫外光到太赫兹,在紫外光至可见光区域的响应度可达1A/W以上,在太赫兹区域高达 0.23A/W,响应时间快至265ns。


 
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