带隙双层石墨烯 p-n 结的超低噪声太赫兹探测
介观与纳米尺度物理
2023-05-01 v1
摘要
石墨烯因其高载流子迁移率、与片上波导及晶体管的兼容性以及小热容，在太赫兹（THz）辐射探测方面展现出强劲前景。同时，石墨烯物理性质对探测辐射的微弱响应可归因于能带隙的缺失。此处，我们研究在具有分裂栅 p-n 结的双层石墨烯中电诱导能带隙对太赫兹探测的影响。我们表明能隙诱导导致电流与电压响应率同时增加。在约 25 K 的工作温度下，20 meV 能带隙下的响应率比无隙态大 3 至 20 倍。我们的器件在 0.13 THz 照度下的最大电压响应率超过 50 kV/W，而噪声等效功率降至 36 fW/Hz^0.5。这些数值创下了基于半导体的低温太赫兹探测器的新纪录，并为高效快速太赫兹探测铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2212.05352,
title = {Ultralow-noise terahertz detection by p-n junctions in gapped bilayer graphene},
author = {Elena Titova and Dmitry Mylnikov and Mikhail Kashchenko and Sergey Zhukov and Kirill Dzhikirba and Kostya Novoselov and Denis Bandurin and Georgy Alymov and Dmitry Svintsov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.05352},
year = {2023}
}