等离子体硅量子点实现石墨烯基混合光电晶体管的高灵敏度超宽带光检测
时间:2017-09-18
甚至接近单光子水平的高灵敏度光电探测对许多重要应用至关重要。基于石墨烯的混合光电晶体管在高灵敏度光电探测方面特别有前景,因为它们由于石墨烯的高迁移率而具有高光电导增益。鉴于其卓越的光电性能和基于溶液的加工,胶体量子点(QD)已被优先用于制造石墨烯基混合光电晶体管。然而,由此产生的QD/石墨烯混合光电晶体管面临着将光电探测扩展到技术上重要的中红外(MIR)区域的挑战。在这里,我们通过使用掺杂硼(B)的等离子体硅(Si)量子点来演示QD/石墨烯混合光电晶体管的高灵敏度MIR光电探测。掺硼硅量子点的局域表面等离子体共振(LSPR)增强了石墨烯的MIR吸收。掺硼硅量子点在紫外(UV)到近红外(NIR)区域的基于电子跃迁的光吸收还导致石墨烯的上镜。我们的QD/石墨烯混合光电晶体管的紫外到MIR超宽带光电探测具有超高响应率(高达109 A/W)、增益(高达1012)和比探测率(高至1013 Jones)。