《紅外光敏型石墨烯/量子點電晶體的超快回響研究》是依託天津大學，由張雅婷擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：紅外光敏型石墨烯/量子點電晶體的超快回響研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張雅婷
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
石墨烯/量子點複合紅外光敏場效應電晶體的研究已有很大突破，加之小型化、可柔性、集成化、低工作電壓和室溫工作等優點，已經逐步成為紅外探測發展的一個重要方向。但是其回響時間仍處於秒或亞秒量級，不能滿足高速器件的要求且未能將石墨烯高速回響的優勢充分發揮出來。為解決此類器件回響慢的問題，在深入分析光探測過程的基礎上，提出了通過構建石墨烯與量子點之間的隧穿結構以實現光生載流子的共振隧穿來提高回響速率，從而實現該體系的超快紅外回響。該項申請從材料、結構和光敏性的角度展開研究，即(a)研究量子點及其形成的量子阱結構與石墨烯之間的能級匹配度對共振隧穿的影響和作用，(b)研究共振隧穿結構對共振的影響和作用，並確定最佳的結構參數，(c)研究光場作用下光生載流子對隧穿電流的貢獻和影響，以期獲得超快回響紅外回響。本項目將為器件實用化提供理論及技術支持，研究結果將在超快光電器件及系統中有廣泛的套用前景。
結題摘要
石墨烯/量子點複合紅外光敏場效應電晶體的研究已有很大突破，加之小型化、可柔性、集成化、低工作電壓和室溫工作等優點，已經逐步成為紅外探測發展的一個重要方向。但是在立項之初的2017年，器件的回響時間仍處於秒或亞秒量級，不能滿足高速器件的要求且未能將石墨烯高速回響的優勢充分發揮出來。經過3年的研究，我們從器件材料的選取，異質結構的設計和構造，以及器件的最佳化角度，提升探測器的回響速度、平衡其探測度。最終實現了探測度10mA/W，回響時間小於20ns的超快回響的紅外探測器。並取得了一些的成果，共發表SCI期刊論文20餘篇（其中10篇一區論文），會議論文8篇。總結並整理出超快回響紅外器件的設計方案和一整套化學方法的器件製備工藝，為器件實用化提供理論及技術支持，研究結果將在超快光電器件及系統中有廣泛的套用前景。
