新型石墨烯异质结构光电性能研究

发布时间：2021-03-15 09:58

　　低维材料,如碳纳米管、石墨烯、过渡金属硫族化合物等,因具有优异的物理特性,在光电子领域引起了人们的广泛关注。尤其是低维材料范德瓦尔斯异质结构的出现,为材料基础物理性质及其器件性能的突破提供了全新的途径。提升异质结构性能并了解其（包括界面处）物理机理是复合材料可控利用的前提。本文以石墨烯为基础,成功构筑了两类新型的范德瓦尔斯异质结构,并系统地研究了这两类低维材料异质结构的光电性能及其界面处的光物理过程。石墨烯因其独特的零带隙能带结构及超快的载流子迁移率等特性,成为光电子领域极具有吸引力的材料之一。然而,较低的光吸收率和超快的载流子复合速度,导致本征石墨烯光探测器的响应度较低（mA/W量级）。近年来,将石墨烯与量子点、有机物或其它二维层状半导体材料构筑成异质结构,有效地改善了石墨烯基光探测器的光响应。然而,这些复合架构或牺牲了器件的响应时间、或光增益效应不够。基于此问题,本文创新性地将二维石墨烯与一维碳纳米管材料结合,构筑了全碳的柔性透明异质结构光电探测器。碳纳米管拥有巨大的长径比以及超强的光-物质互作用等特性,是良好的光增强材料。同时,石墨烯和碳纳米管具有相同的碳原子排布方式,兼容性强,... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－２?（ａ）石墨烯原子排列示意图；（ｃ）石墨烯波纹状平面起伏示意图

图１－３?（ａ）单层石墨烯的双极性电场效应，插图为不同栅压下石墨烯费米能级及的变化［２３］；??（ｂ）石墨烯的吸光率［３４］

图１－４碳纳米管的结构

【参考文献】：
期刊论文
[1]Mass production and industrial applications of graphene materials[J]. Yanwu Zhu,Hengxing Ji,Hui-Ming Cheng,Rodney S.Ruoff.  National Science Review. 2018(01)



本文编号：3083996