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物理論壇88期-博士生開題報告

基于光柵壓機理的石墨烯光電探測器的研究

內容簡介:石墨烯由于其獨特和優異的光電性能被認為是光電探測器的理想材料。然而,低光吸收和短載流子壽命導致單個石墨烯器件的光電響應低。利用Photogating機理很好地解決了這一問題。將石墨烯與半導體材料復合已被證明能夠有效地增強光吸收并提供內部增益機制。然而,由于材料的固有性質,如摻雜,載流子濃度,費米能級等和石墨烯中載流子濃度的不穩定性,直接將吸收材料與石墨烯復合很難達到優化化的界面耦合。而且Photogating效應依靠延長載流子復合時間來獲取高的增益,這使得器件響應時間較慢。這些都限制了此類設備的進一步應用。

本工作擬通過有效地控制異質結界面的電子耦合,提出新的調節機制來同時提升器件的靈敏度和響應速度。使得基于Photogating效應的石墨烯光光電探測器在提升響應度的同時不犧牲響應時間,甚至達到提升。例如擬在在界面引入電場,實現對載流子傳輸的控制;通過引入介質層并施加垂直方向電壓對與石墨烯復合的半導體材料進行間接調制;在二維材料中引入橫向PN結來提供增益等等。本工作針對基于石墨烯的光電探測器,通過提出新的增益機制并結合仿真計算進行解釋與驗證,對器件實現高靈敏,快響應,寬波段和降噪等工作。

報告人簡介:蔣昊,博士研究生,主要從事光電材料,納米光電器件的工藝制備和二維材料光電探測器載流子輸運的研究。

博士生導師:孫久勛 教授

報告時間2019年11月21日 9:00

報告地點:物理樓204

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