北京交大Nanophotonics: TiO2纳米颗粒修饰石墨烯紫外光电探测器
(a)和(b)TiO2 NPs修饰前、后的埋栅式GFET;(c)TiO2 NPs修饰GFET阵列;(d)石墨烯/ TiO2 NPs导电沟道;(e)TiO2 NPs集聚点的原子力显微图像(对应图1d中的红色框);(f)TiO2 NPs修饰前(红线)、后(蓝线)GFET的拉曼光谱。
图2 TiO2 NPs修饰前、后GFET的电学特性。
北京交大Nanophotonics: TiO2纳米颗粒修饰石墨烯紫外光电探测器
(a)TiO2 NPs修饰前、后GFET的转移特性对比;(b)TiO2 NPs修饰GFET的转移特性曲线;(c)和(d)分别为TiO2 NPs修饰前、后GFET的输出特性曲线。
图3 TiO2 NPs修饰GFET的光电特性。
北京交大Nanophotonics: TiO2纳米颗粒修饰石墨烯紫外光电探测器
(a)实验装置示意图;(b)在零栅压(Vgs)和0.1 V源漏电压(Vds)下,器件的瞬态光电响应;(c)单个调制周期的瞬态光电响应; 插图:器件的工作原理;(d)在Vgs = 0 V和Vds = 0.1 V条件下,器件光电流随激光位置的变化而变化; 插图:标有激光位置的器件SEM图; 实验中所用激光波长为325 nm,图(b)和(c)所用激光功率均为3.47 mW,图(d)所用激光功率为1.74 mW。
图4 TiO2 NPs修饰GFET的光电特性。
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(a)器件光电响应随源漏偏压变化;(b)器件归一化响应度(Rph/Rph,0, Rph,0为源漏电压等于0 V时器件的响应度)随源漏偏压变化; 图(a)和(b)均在Vgs = 0 V和入射激光功率为1.74 mW的条件下获得;(c)器件光电响应随入射激光功率变化;(d)在Vds = 0.1 V和Vgs = 0 V条件下,器件响应度随入射激光功率变化。
图5 TiO2 NPs修饰GFET的栅压可调光电特性。
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(a)器件瞬时光电响应随栅压变化;(b)器件归一化响应度随栅压变化;图(a)和(b)均在Vds = 0.1 V和激光功率为0.347 mW的条件下获得。
【小结】
本文利用二氧化钛(TiO2)纳米颗粒修饰埋栅式石墨烯场效应管(GFET),实现了对紫外光超高灵敏度探测。
来源:北京交通大学