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交大电院微纳电子学系苏言杰团队在全碳Van de

来源:未知 作者:澳门威尼斯人6613com 时间:2019-02-12 14:21

  半导体性单壁碳纳米管(S-SWCNTs)是一种p型直接带隙半导体材料,且其带隙在0.6-1.2eV之间可调;电子在SWCNTs轴向的传输为弹道式输运,室温下的迁移率高达105cm/Vs;热导率最高可达6000W/mK。而且S-SWCNTs对从UV-vis-NIR整个光谱区都具有良好的光吸收(尤其是近红外区),其光吸收系数比传统III-V族化合物半导体高一个数量级且对光具有极快的响应(飞秒量级)。但是,光生激子在S-SWCNTs网络垂直方向上迁移能力弱,其扩散长度仅几个纳米。如何提升S-SWCNTs网络吸光能力和促进光生激子分离-传输已经成为高性能SWCNTs基光电探测器件研究中亟待解决的问题。

  该团队基于S-SWCNTs独特的光电特性和和Graphene的高载流子迁移率特性构筑出了高性能、超薄全碳Van de Waals异质结光电探测器件,这种Van de Waals异质结具有轮廓鲜明的界面和零原子级相互扩散的特点,可以在原子水平上调控光学性质。该论文创新性采用非连续的石墨烯与(6,5)SWCNTs形成Van de Waals异质结,用于降低了暗电流和促进光生载流子的分离与传输。这种新型的全碳Van de Waals异质结光电探测器对405nm-1064nm的光子显示出优异的光电响应,响应率(R)最高可达3275.6 A/W,可探测率(D*)为4.25×1012cm Hz1/2W-1,响应和恢复时间分别为44 μs和126 μs。同时,该研究组通过将(6, 5)SWCNT/石墨烯的拉曼光谱与器件的I-V曲线结合,进一步揭示了器件中的电荷转移动力学。

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