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- 臺灣研究團(tuán)隊打造可自供電的石墨烯光探測器
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2016/9/1
由國立臺灣大學(xué)、海洋大學(xué)與中正大學(xué)攜手組成的一支跨校研究團(tuán)隊，采用石墨烯、氧化鋅與硅的三接面設(shè)計，成功打造出一款具有超高靈敏度、快速響應(yīng)且涵蓋寬光譜探測范圍的自供電光探測器。
在發(fā)表于最新一期《應(yīng)用物理快報》(Applied Physics Letters)的「基于石墨烯/氧化鋅/硅三接面的自供電與寬頻光探測器」(Self-powered and broadband photodetectors based on graphene/ZnO/silicon triple junctions)一文中，介紹這款元件擁有1000nm-400nm的寬頻譜探測范圍，涵蓋了可見光譜到紅外線。
根據(jù)研究人員解釋，該元件采用石墨烯薄層作為頂層的透明電極，同時作為光產(chǎn)生載子的有效收集層。石墨烯與硅之間的氧化鋅(ZnO)薄層則作為抗反射層，用于獲取入射光以及提高光的吸收。
在石墨烯/氧化鋅、氧化鋅/硅這兩種介面的內(nèi)建電場，增強(qiáng)了光產(chǎn)生電子與電洞對之間的電荷隔離，使得該元件的靈敏度與響應(yīng)時間能夠較石墨烯/硅異質(zhì)接面元件更大幅改善。
借由選擇合適的頻段校準(zhǔn)以及不同材料的獨特性，研究人員們得以設(shè)計出具有高靈敏度與快速響應(yīng)時間的元件——從接近紫外線(UV)到紅外線的波長范圍。實現(xiàn)原型的開機(jī)響應(yīng)時間大約為280μs，但臺灣團(tuán)隊預(yù)計這一數(shù)字還可能降到100μs以下。
由于這款自供電的光探測器具有相容于硅制造工藝的簡單架構(gòu)，研究人員們希望它還能夠在超低功耗應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)許多新的應(yīng)用案例，包括下一代的光電元件。
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