实现宽光谱、高响应度、超快光学探测的石墨烯金纳米条带结构
2018-07-10
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在超宽光谱成像和传感器的应用中，石墨烯是制备宽带光电探测器非常有前景的新型功能材料。然而，石墨烯光电探测器的实际应用往往需要折衷考虑其自身的光电响应度、带宽和运行速度等因素，限制了器件性能的全面优化。近日，来自加州大学洛杉矶分校的Mona Jarrahi教授课题组利用石墨烯光电探测器上的金纳米条带结构，在实现高响应度光电探测的同时，保持了从可见光到红外光的宽光谱和超快光探测特性。金纳米条带结构能够确保在超快光载流子复合之前，将宽带光吸收、超快光载流子输运和载流子倍增的优势相结合，从而通过这种方法实现高响应度的光电探测，无需借助对带宽和响应速度有所限制的量子点、缺陷态或隧穿势垒。实验结果表明：该石墨烯光电探测器实现了从可见光到红外光的高响应度光电探测（0.8微米时为0.6 A/W，20微米时为11.5 A/W），响应速度超过50 GHz；并且与基于量子点和隧穿势垒的光电探测器相比，响应时间提高了7个数量级以上，其带宽增加了1个数量级。
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