研究目的
研究和制备石墨烯纳米墙/硅异质结光电导探测器,为高性能光探测器的制备提供工艺技术和理论基础。
研究成果
该研究利用一种新型图案化技术成功制备了GNWs/硅杂化异质结光电探测器。在低偏压VDS条件下,GNWs/n-Si光导器件的光响应电流最高,而GNWs/p-Si光导器件的光响应电流最低。肖特基势垒高度对光电探测性能起决定性作用。这些发现有助于未来高性能光电探测器的开发。
研究不足
该研究聚焦于GNWs/Si异质结光电探测器的制备与表征,但未探究制备工艺的可扩展性及器件在工作条件下的长期稳定性。
1:实验设计与方法选择:
通过基于双层光刻胶的光刻工艺与反应离子刻蚀(RIE)对GNWs薄膜进行图案化,以获得高质量GNWs沟道。制备了三种不同GNWs/Si异质结光电导探测器,分别采用n型掺杂、本征和p型掺杂硅衬底(n-Si、i-Si、p-Si)。
2:样品选择与数据来源:
在生长GNWs前,将硅衬底在700℃氢气中退火30分钟。GNWs薄膜在氢气与甲烷流量比为6:4(sccm)的混合气体中,750℃条件下生长于硅衬底上。
3:实验设备与材料清单:
扫描电子显微镜(JEOL JSM-7800F)、拉曼光谱仪(Renishaw inVia Reflex)、原子力显微镜(Bruker Dimension Edge?)、半导体特性分析系统(Keithley 4200)、激光器(λ=635 nm)。
4:0)、激光器(λ=635 nm)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:依次进行GNWs薄膜生长、图案化,随后表征其形貌与质量。在黑暗与光照条件下评估光电导器件的光电特性。
5:数据分析方法:
基于暗电流实验的线性关系,利用肖特基二极管方程计算肖特基势垒高度。
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获取完整内容-
SEM
JSM-7800F
JEOL
Analyzing the surface morphology and height of the GNWs
-
AFM
Dimension Edge?
Bruker
Performing 3D surface morphology of the GNWs film
-
Semiconductor characterization system
4200
Keithley
Evaluating the optoelectronic properties of photoconductive devices
-
Raman spectrometer
inVia Reflex
Renishaw
Measuring the quality of the GNWs
-
Laser
Light source for optoelectronic properties evaluation
-
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