研究目的
通过直接化学气相沉积法研究超薄全二维横向石墨烯/二硫化镓/石墨烯紫外光电探测器的制备与性能。
研究成果
该研究成功展示了具有高紫外光灵敏度、低检测限和快速响应时间的超薄全二维横向石墨烯/二硫化镓/石墨烯紫外光电探测器的制备。结果表明,利用像二硫化镓这样的大带隙二维半导体来开发下一代二维光电子器件具有巨大潜力。
研究不足
该研究的局限性在于基于GaS的器件后处理存在挑战,以及需要进一步优化化学气相沉积(CVD)生长条件以提高光电探测器的均匀性和性能。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用化学气相沉积(CVD)法直接在石墨烯电极对之间生长大带隙层状GaS材料。通过在硅晶圆上预制备图案化石墨烯电极对,实现了200余个器件的同步制备。
2:样品选择与数据来源:
样品制备流程为在SiO2/Si芯片上图案化石墨烯电极对后,利用CVD工艺选择性沉积石墨烯电极间隙间的GaS材料。
3:实验设备与材料清单:
采用直径1英寸石英管的单温区系统进行CVD生长。以Ga2S3粉末为前驱体,在常压H2/Ar混合气体氛围下完成生长。
4:实验流程与操作步骤:
CVD生长包含三个阶段:氩气系统吹扫、富氢气氛中加热Ga2S3前驱体、快速冷却至室温。通过调节生长时间探究GaS的生长机制。
5:数据分析方法:
采用不同光照条件下的I?V测试表征器件电学与光电特性,结合拉曼光谱和原子力显微镜(AFM)测定GaS薄膜质量与厚度。
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Used for patterning graphene ribbons by electron beam lithography.
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Used for conducting I?V, I?Vg, and transient characterization of the devices.
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Used for Raman measurements to determine the quality and thickness of the GaS film.
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