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摘要
本文报道了一种由石墨烯和硅微米孔阵列构筑的异质结探测器，具备高性能近红外光探测能力。通过光刻和反应离子刻蚀技术制备的硅微米孔阵列具有整齐光滑的表面，保证了较低的表面载流子复合速率。同时，孔阵列结构能有效地抑制入射光的反射，增加了有效光照面积，提高了石墨烯/硅异质结的吸收效率，从而提高了器件的光响应度。器件在±3 V偏压下表现出明显的电流整流特性，整流比为4.30×105，在功率密度为4.25 m W/cm2的810 nm入射光照射下器件的开关比达到了9.20×105。在入射光强为118.00μW/cm2的810 nm光照下，光探测器的电流响应度可达到679.70mA/W，探测率为3.40×1012 Jones；入射光强为7.00μW/cm2电压响应度为1.79×106 V/W。更重要的是，该器件具有20.00/21.30μs的升/降响应速度。相比于商业化硅光电二极管，石墨烯/硅微米孔阵列光电探测器结构简单、制备工艺简便，有望大幅降低制备成本。研究结果显示了石墨烯/硅微米孔阵列异质结探测器在未来低成本、稳定和高效近红外光探测应用方面的巨大潜力。
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单位中国电子科技集团公司第四十八研究所; 中国航天员科研训练中心
