可扩展单层石墨烯与六方氮化硼异质结构中的太赫兹光电探测
介观与纳米尺度物理
2022-06-29 v1 光学
摘要
单层石墨烯(SLG)独特的光电特性使其成为开发从X射线到微波宽频段光子器件的理想选择。在太赫兹(THz)频段(0.1-10 THz频率),这已催生了具有最先进性能的光学调制器、非线性光源和光电探测器。一个关键挑战是以可扩展方式将基于SLG的有源元件与现有技术平台集成,同时保持性能水平不受影响。在此,我们报道了在化学气相沉积(CVD)生长的大面积SLG中实现室温太赫兹探测,并将其集成于天线耦合场效应晶体管中。我们有选择性地激活了光热电探测动力学,并采用Al2O3上带与不带大面积CVD hBN覆盖层的不同介电构型来研究它们对支撑光电探测的SLG热电特性的影响。借助这些可扩展架构,在零偏置工作下实现了约5ns的响应时间和约1nWHz^{-1/2}的噪声等效功率。这表明了可扩展、大面积、层状材料异质结构用于太赫兹探测的可行性。
引用
@article{arxiv.2206.13800,
title = {Terahertz photodetection in scalable single-layer-graphene and hexagonal boron nitride heterostructures},
author = {M. Asgari and L. Viti and O. Balci and S. M. Shinde and J. Zhang and H. Ramezani and S. Sharma and A. Meersha and G. Menichetti and C. McAleese and B. Conran and X. Wang and A. Tomadin and A. C. Ferrari and M. S. Vitiello},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.13800},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 4 Figures. The following article has been accepted by Applied Physics Letters. After it is published, it will be found at the link https://doi.org/10.1063/5.0097726