《基於碳納米管的紅外光電器件及集成研究》是依託北京大學，由王勝擔任負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於碳納米管的紅外光電器件及集成研究
- 項目負責人：王勝
- 項目類別：青年科學基金項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
碳納米管具有優異的電學特性和光學特性，是構建下一代光電積體電路的候選材料之一。本項目擬主要通過對單根半導體碳納米管非對稱接觸電極構造的無肖特基勢壘二極體的發光特性、光電特性以及簡單光電集成進行系統綜合研究，分析影響器件光電性能的因素和變化規律，逐步最佳化完善單個器件的性能，使器件的性能達到國際先進水平。主要研究內容包括：（1）碳管二極體的光電特性研究：重點研究器件光電特性與溝道長度、碳管直徑等的依賴關係。（2）碳管二極體紅外發光特性研究：系統研究器件發光光譜特性以及發光效率隨直徑、溝道長度、外加柵壓、介質環境、溫度等變化的規律，最佳化器件的結構和工藝，獲得低工作電壓、高效率的紅外發光二極體。（3）探索與碳納米管邏輯器件相結合的納米光電子器件的簡單集成技術，發展出基於碳納米管電子器件的新型光電集成單元，為下一步的納米光電子學套用打下基礎。
結題摘要
半導體碳納米管是直接帶隙材料，其在納米光電器件套用方面具有非常巨大的前景。本項目主要研究了基於非對稱接觸的碳管光電二極體的發光和光電轉換特性，獲得了以下研究成果。（1）在碳管二極體的光電特性研究方面：重點研究器件光電特性與溝道長度、碳管直徑等的依賴關係。在此基礎上研究了基於單根碳管和薄膜碳管體系的光電二極體器件特性。採用引入虛電極的方法,首次實現碳管的級聯電池並獲得高效的光電壓倍增效應。 （2）碳管二極體紅外發光特性研究：系統研究器件發光光譜特性以及發光效率的影響因素，最佳化器件的結構和工藝，獲得低工作電壓、高效率的紅外發光二極體。已經系統研究了基於單根碳管和平行陣列碳管體系的發光二極體器件特性，獲得一系列研究成果，在後邊的內容詳述。 （3）探索與碳納米管邏輯器件相結合的納米光電子器件的簡單集成技術，發展出基於碳納米管電子器件的新型光電集成單元。初步實現了碳納米管的光探測器件和邏輯電晶體器件集成，成功地在一根碳管上將數字光信號轉換成數字邏輯電路的電平。相關研究結果正在準備整理成文。
