基于LiNbO3的中红外热释阻石墨烯探测器
仪器与探测器
2016-09-08 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
由于在振动光谱学和热成像等多方面的应用，中红外光电探测的重要性日益凸显。我们提出并演示了一种新型热释阻光电探测平台，该平台结合了铁电基底（z切LiNbO3晶体）和转移至其表面并带有电气连接的石墨烯层。在LiNbO3基底发生强烈光吸收及随后温度升高后，通过热释电效应，晶体表面形成极化（束缚）电荷。这些电荷导致石墨烯掺杂，进而改变其载流子密度和电导率。这样，通过监测石墨烯的电阻即可测量入射光功率。在6至10微米波长范围内，实现了约10^5 cm sqrt(Hz)/W的探测率。我们解释了热释阻光电探测的潜在物理机制，并提出了一种能准确重现实验结果的模型。我们还表明，通过优化几何结构并在真空中工作，可以实现高达两个数量级的探测率提升，从而为新一类中红外光电探测器开辟了道路，使其能够挑战传统的HgCdTe器件，特别是在需要避免制冷且低成本至关重要的实际应用中。
引用
@article{arxiv.1609.02041,
title = {Mid-infrared pyro-resistive graphene detector on LiNbO3},
author = {Kavitha K. Gopalan and Davide Janner and Sebastien Nanot and Romain Parret and Mark B. Lundeberg and Frank H. L. Koppens and Valerio Pruneri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.02041},
year = {2016}
}