石墨烯光電探測器件的制備及性能研究

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1、分類號：TB383密級：論文編號：學(xué)號：51316450105重慶理工大學(xué)碩士學(xué)位論文石墨烯光電探測器件的制備及性能研究研究生:冉秦翠指導(dǎo)教師：蒲利春教授學(xué)位類型：學(xué)術(shù)學(xué)位學(xué)科專業(yè)：光電信息獲取與處理研究方向：光電子器件及應(yīng)用培養(yǎng)單位：光電信息學(xué)院論文完成時(shí)間：2016年3月28日論文答辯日期：2016年5月27日CategoryNumber：TB383LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：51316450105Master'sDissertation

2、ofChongqingUniversityofTechnologyFabricationandCharacterizationofGraphenePhotoelectricDetectorPostgraduate:RanQincuiSupervisor:ProfessorPuLichunDegreeCategory：AcademicDegreeSpecialty:OptoelectronicInformationAcquisitionandProcessingResearchDirection:O

3、ptoelectronicDevicesandApplicationsTrainingUnit:SchoolofOptoelectronicInformationThesisDeadline:March28,2016OralDefenseDate:May27,2016學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明及使用授權(quán)聲明餘ＳＸ大學(xué)學(xué)位論文巧創(chuàng)巧聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研巧所取得的成果。除文中恃別加ＵＵ示注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫的

4、成果。－均已在文中擋明確方式標(biāo)明。、作品對本文的研巧做出重雷貢獻(xiàn)的集體和個(gè)人本人承擔(dān)本聲明的法律后果。：作者簽名：日期〇年月曰舟秦＞／＜＾琴２＾＞學(xué)位論文使用巧權(quán)聲巧、使用學(xué)位論文的規(guī)定本學(xué)位論文作者憲全了鮮學(xué)校有關(guān)保留，同意學(xué)校保留并向國家，允許論文被查閱和借閱有關(guān)部ｎ或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。本人授權(quán)重慶理工乂學(xué)可＾，可￡１采用影印、縮印或掃＾將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)巧據(jù)庫進(jìn)行檢索描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。＂＂本學(xué)位訖文屬于Ｃ請?jiān)?/p>

5、Ｗ下相應(yīng)方框內(nèi)打Ｖ）；１．保密□，密后適巧本授權(quán)書。＾＿＿年解２．不保密甘＾作者簽名：日期；年奔賽琴＞姑＾月日導(dǎo)師盛名日期；丸月／日摘要摘要自2004年，英國科學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖羅夫采用微機(jī)械剝離法首次從高定向熱解石墨中剝離出單層石墨烯以來，因其優(yōu)異的光學(xué)和電學(xué)性能，立即在材料科學(xué)、半導(dǎo)體電子器件等領(lǐng)域掀起了極大的研究熱情。石墨烯具有超高的載流子遷移率以及優(yōu)異的機(jī)械性能和導(dǎo)熱性能，單層石墨烯的透光率高達(dá)97.7%，能夠?qū)梢姽獾教掌澆ǘ蔚墓庾V范圍進(jìn)行吸收。故

6、石墨烯材料在非制冷、寬光譜、高響應(yīng)度以及超快光電探測方面具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，文章對石墨烯場效應(yīng)結(jié)構(gòu)光電探測器件的制備及性能進(jìn)行了研究。論文采用化學(xué)氣相沉積法在銅箔上獲得了單層的高質(zhì)量石墨烯薄膜，并使用過硫酸銨將石墨烯無損轉(zhuǎn)移到SiO2/Si襯底上用于器件制備。通過掃描電子顯微鏡、拉曼光譜以及四探針等對石墨烯薄膜的形貌、厚度和方阻等進(jìn)行了表征。其次，對器件制備的關(guān)鍵工藝進(jìn)行了深入研究，完成了石墨烯光電探測器件的制備。優(yōu)化研究了石墨烯圖形化、光刻膠選擇、金屬電極的蒸鍍與剝離以及退火等工藝。再次，

7、應(yīng)用Keithley4200-SCS型半導(dǎo)體性能測試設(shè)備和635nm的激光光源對石墨烯光電探測器件的光電性能進(jìn)行了測試分析，獲得了常規(guī)雙極型曲線，并對影響石墨烯電學(xué)特性的因素，如二氧化硅襯底材料、薄膜材料表面摻雜情況以及金屬/石墨烯的接觸等進(jìn)行了分析。同時(shí)，也對石墨烯的光學(xué)性質(zhì)、光電流產(chǎn)生方式以及光學(xué)性能進(jìn)行了簡單分析與研究。此外，對石墨烯/硅基肖特基結(jié)光電探測器件的制備及性能進(jìn)行了研究，主要介紹了石墨烯/硅基異質(zhì)結(jié)光電探測器件的制備、器件的工作原理以及器件的性能，得到了器件在有無光照下的I-V曲

8、線和器件在有無光照情況下明暗電流的比值，以及器件在低溫下的電流變化情況。文章為石墨烯光電探測器件的進(jìn)一步研究提供了可靠的工藝參考，為后續(xù)研究高性能、多樣化的光電器件奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：石墨烯；光電探測器件；化學(xué)氣相沉積；關(guān)鍵工藝；場效應(yīng)結(jié)構(gòu)；肖特基結(jié)；光電性能IAbstractAbstractGraphenewasfirstisolatedfromhighlyorientedpyrolyticgraphiteviamicro-mechanicalcleavagein2004by