研究目的
研究等离子体诱导的热电子转移（HET）在实现高速光电转换和突破半导体带隙光子能量极限方面的功能。
研究成果
研究表明，HET是实现高速光电转换并突破半导体带隙光子能量极限的有效策略。在WO2.9-石墨烯异质结构上实现了具有快速检测速度且光谱响应扩展至通信波段（1550 nm）的近红外光电探测器。其优异性能得益于从WO2.9纳米结构到石墨烯沟道的HET效应。
研究不足
WO2.9-石墨烯光电探测器的响应时间仍远长于HET的转移时间，以及石墨烯通道中的载流子渡越时间，这可能是由于界面处不可避免的表面态辅助复合所致。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用等离子体氧化钨亚氧化物（WOx，x < 3）-石墨烯异质结构进行光电探测。方法包括利用超薄阳极氧化铝（AAO）模板作为纳米掩模，通过热蒸发在石墨烯上组装氧化钨纳米结构（TONs）。
2：样本选择与数据来源：
石墨烯单层通过机械剥离高取向热解石墨获得。WO2.9和WO2.99钨亚氧化物分别通过氢气和氧气环境下的热退火制备。
3：9和WO99钨亚氧化物分别通过氢气和氧气环境下的热退火制备。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括电子束光刻（FEI, FP2031/12 INSPECT F50）、热蒸发（TPRE-Z20-IV）、扫描电镜（FEI Inspect F50）、原子力显微镜（MFP-3D, Asylum Research公司）、X射线光电子能谱（Thermo Scientific Escalab 250Xi）、紫外-可见-近红外吸收光谱（UV-3600, 岛津）和X射线衍射仪（SmartLab）。
4：0）、热蒸发（TPRE-Z20-IV）、扫描电镜（FEI Inspect F50）、原子力显微镜（MFP-3D, Asylum Research公司）、X射线光电子能谱（Thermo Scientific Escalab 250Xi）、紫外-可见-近红外吸收光谱（UV-3600, 岛津）和X射线衍射仪（SmartLab）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：制备过程包括将AAO纳米掩模转移至基底、热蒸发沉积WO3、剥离AAO掩模形成纳米结构阵列。通过退火调控氧空位密度。
5：剥离AAO掩模形成纳米结构阵列。通过退火调控氧空位密度。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：采用时间分辨瞬态反射测量研究HET动力学，使用氦氖激光器和配备Compact OPO的Chameleon系统测量光电响应特性。
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UV-vis-NIR absorption spectra
UV-3600
Shimadzu
Collection of absorption spectra of TONs
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electron beam lithography
FP2031/12 INSPECT F50
FEI
Fabrication of electrodes with standard lithography procedure
-
SEM
Inspect F50
FEI
Characterization of the morphology of TONs array
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XPS
Escalab 250Xi
Thermo Scientific
Identification of the elemental composition of TONs
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thermal evaporation
TPRE-Z20-IV
Deposition of WO3 on substrates
-
atomic force microscope
MFP-3D
Asylum Research Company
Characterization of the morphology of TONs array
-
X-ray diffraction
SmartLab
Characterization of the crystallinity of WO2.9 nanostructures
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