基于宏观组装石墨烯纳米薄膜的室温超快中红外光电探测器
时间:2022-03-18
具有线性能量色散和弱电子-声子相互作用的石墨烯被高度期待在宽波长范围内收获热电子。然而,热电子的有限吸收和严重的后向散射导致量子产率不足,特别是在中红外范围内。在这里,我们报告了一种用于超快中红外光电探测的宏观组装石墨烯(nMAG)纳米薄膜/硅异质结。组装好的肖特基二极管在室温下工作在1.5-4.0μm,响应速度快(20-30 ns,上升时间,4 mm2窗口)和高探测率(1.6× 1011 至1.9 × 109 Jones在1.5至4.0μm的范围内),在脉冲激光下的表现优于单层石墨烯/硅光电探测器2-8个数量级。这些性能归因于nMAG中电子的光热效应大大增强,这是由于其高光吸收率(~40%)、长载流子弛豫时间(~20ps)、低功函数(4.52eV)和抑制载流子数波动。nMAG提供了一个远程平台来了解块状2D材料中的热载流子动力学,从而在室温下实现宽带和超快MIR有源成像器件。