第一個在微波波段工作的石墨烯光電探測器

照片：大邱慶北科技研究所

由於缺乏固有帶隙，石墨烯在數字電子領域正在失去它的光環，但在光電子領域，石墨烯這種無間隙帶結構使它有了新的追隨者。尤其是在光電探測領域，石墨烯使得近太赫茲響應速度光電探測器的能量效率更高。

目前。來自韓國大邱慶北科技研究所（DGIST）和瑞士巴塞爾大學（University of Basel）的研究者發明了一種在微波波段工作的基於石墨烯的新型光電探測器，和以往僅檢測從近紅外到紫外光的光學波長的石墨烯光電探測器大不相同。

在發布會上，來自DGIST的高級研究員Jung Min-kyung說：「這項研究的意義在於這是世界上第一台基於石墨烯的微波光電探測器。」

在雜誌《納米快報》（NanoLetters）中描述的研究中，國際研究團隊研究了布置在PN結中的雙層石墨烯的微波吸收能力，這種P型和N型半導體的連接形成了許多我們熟悉的電子設備。

當然，先前已經進行了光電探測中的微波範圍探測的研究嘗試，但是這些嘗試失敗了。因為由微波產生的電勢差比周圍環境造成的表面電勢差的能量要小。這些誤差造成的原因包括在其製造過程中留在石墨烯的表面上的殘留物

研究人員解決該問題的方式就類似於「在渾水之上搭了一座橋」。他們通過產生懸浮在襯底上方的PN結的橋式結構將基於石墨烯的[/url]PN結與襯底分離。該橋本質上允許電子在不碰撞由器件上的殘餘物產生的障礙物的情況下流動。

研究者們確定，他們實際上是發明了一個通過測量電極之間溫度差的方式來測量光電流的微波光電探測器。基本上，隨著越來越多的電子空穴對在石墨烯PN結產生，PN結的溫度升高。

研究人員似乎正在考慮將這種微波光電探測器用於可穿戴設備和柔性顯示器。JungMin-kyung補充說：「我們將進行進一步的研究，通過開發新的應用設備，如使用單一基於石墨烯的大面積微波光電探測器，提高可穿戴設備和柔性顯示器的性能。」