[发明专利]一种基于石墨烯的光电探测器

说明书

本发明实施例提供一种基于石墨烯的光电探测器，其特征在于，包括石墨烯纳米带、正电极、负电极、正电极纳米导线、负电极纳米导线、正纳米梳齿和负纳米梳齿，所述正纳米梳齿和所述负纳米梳齿搭接在所述石墨烯纳米带上，所述正纳米梳齿通过所述正电极纳米导线与正电极连接，所述负纳米梳齿通过所述负电极纳米导线与负电极连接，所述正纳米梳齿或所述负纳米梳齿中的每个齿包括齿端和齿身，所述齿端的横截宽度大于所述齿身的横截宽度。从而实现了更高的灵敏度和更宽的频谱探测范围。

技术领域

本发明涉及光电探测领域，具体而言，涉及一种基于石墨烯的纳米级光电探测器。

背景技术

由于红外辐射的波长介于可见光与微波之间，人眼察觉不到。因此，利用红外探测器可以实现对目标进行远距离热状态图像成像和测温，并可进行智能分析与判断。在工业自动控制、遥感成像、医学诊断、环境监测、光通信等领域中，红外光电探测技术都是核心技术。另外，随着无线电技术和雷达探测技术的飞速发展，电子和通信设备向着高灵敏度、高频率和多样化的趋势发展，导致军用电子设备的电磁辐射可能被对方侦查。因此，发展新型的光电探测技术是强军强国的重要途径之一。再者，随着红外探测器件的迅速发展、生产成本的下降，红外探测技术也被广泛应用于工业、农业、医学、交通等各个行业，如工厂机器检测、电力在线检测、铁路车辆轴温探测、焊接板材检测、矿产资源勘探、地下矿井测温测气、农作物长势及病虫害监测、环保监测、医学诊断等。但是传统的红外探测器，虽然性能优异，但材料制备困难,且材料在低温下工作，探测器成本高。例如，基于半导体纳米结构的光子红外探测器，受到了探测器材料尺寸等技术因素的制约，此类光电子器件的性能仍不能满足使用需要。

石墨烯是单层碳原子按照蜂窝状结构排列的二维材料，自从实验上被分离出来以后，由于其优异的电子学，光学，热学，力学等性质，引起了全球研究者的极大兴趣。石墨烯与光有强的相互作用。尽管石墨烯的厚度仅为0.33nm，从近红外到可见光波段，悬空的未掺杂石墨烯可以吸收2.3％的垂直入射光，而且在中红外到太赫兹波段，掺杂之后的石墨烯的吸收率可以达到70％。基于石墨烯的光电探测器利用了石墨烯材料的宽光谱吸收特性(紫外至远红外)、室温下超高的载流子迁移率、良好的机械柔韧性和环境稳定性等优异性能，使得具有超宽谱、超快、非制冷、大面阵、柔性和长寿命等优点，有望打破现有的红外探测瓶颈，为新型红外探测技术提供一个好的研究平台。