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基于石墨烯的硅基光電探測器的技術(shù)

454398 ? 來源:eeweb ? 作者:IEEE Spectrum ? 2021-05-04 09:10 ? 次閱讀

眾所周知,石墨烯是一個緊密堆積的碳原子層,其缺點(diǎn)是,特別是因?yàn)樗狈逃械膸叮沁@種缺陷吸引了科學(xué)家研究其在光電子學(xué)中的用途。

石墨烯和硅的組合產(chǎn)生了高響應(yīng)性的勢壘光電探測器

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眾所周知,石墨烯是一個緊密堆積的碳原子層,其缺點(diǎn)是,特別是因?yàn)樗狈逃械膸?,但是這種缺陷吸引了科學(xué)家研究其在光電子學(xué)中的用途。無帶隙使石墨烯成為一種極寬的寬帶吸收劑,因此可以對可見,紅外和太赫茲頻率進(jìn)行光檢測??紤]到這些品質(zhì),石墨烯旗艦店(包括劍橋大學(xué)和約翰·霍普金斯大學(xué)在內(nèi)的一組大學(xué),旨在將石墨烯引入歐洲社會以尋求新的工作和機(jī)會)已將石墨烯與硅片結(jié)合在一起,以創(chuàng)建“高響應(yīng)性”肖特基勢壘光電探測器。

通常在光功率的情況下用于檢測光并響應(yīng)輻射能的光電探測器是通過金屬和半導(dǎo)體之間的融合形成的。它們也是光電鏈路的重要組成部分,這意味著該研究可以減少用于處理和移動信息的能量,這是探索物聯(lián)網(wǎng)IoT)功能的顯著成就。新的光電探測器使用1.55微米的光,可在光電二極管上的每瓦入射光中實(shí)現(xiàn)0.37安培的電流響應(yīng)度,與硅鍺探測器中的數(shù)字相比,該數(shù)值相對較高。

硅基光電探測器的技術(shù)在應(yīng)用于探測近紅外輻射(NIR)時受到限制。由于電信波長下的NIR質(zhì)子的能量不足以彌合硅的帶隙,因此光電探測器通常由硅和鍺的復(fù)合材料制成,成本很高。石墨烯和硅的結(jié)合可能更便宜。

劍橋大學(xué)石墨烯中心教授安德烈·費(fèi)拉里(Andrea Ferrari)表示:“這是一個重要的結(jié)果,證明石墨烯可以通過生產(chǎn)可以更簡單,更便宜且可以在不同波長下工作的設(shè)備來與當(dāng)前的技術(shù)水平競爭?!?。

其他研究團(tuán)隊也對這一發(fā)現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的意義感到樂觀。“這是向[IoT光學(xué)通信]邁出的第一步,并且在未來兩年內(nèi),旗艦級晶圓級集成和光電工作套件的目標(biāo)是真正實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),” Ilya Goykhman說道。劍橋大學(xué)。

石墨烯旗艦產(chǎn)品有望將有關(guān)光電探測器的信息應(yīng)用于光學(xué)調(diào)制器。該團(tuán)隊希望采用具有低能耗光通信系統(tǒng)的基于石墨烯的調(diào)制器,希望能進(jìn)一步拉近物聯(lián)網(wǎng)的新發(fā)展。

編輯:hfy

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