石墨烯光电探测器件的制备及性能研究

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1、分类号：TB383密级：论文编号：学号：51316450105重庆理工大学硕士学位论文石墨烯光电探测器件的制备及性能研究研究生:冉秦翠指导教师：蒲利春教授学位类型：学术学位学科专业：光电信息获取与处理研究方向：光电子器件及应用培养单位：光电信息学院论文完成时间：2016年3月28日论文答辩日期：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学位论文原创性声明及使用授权声明餘ＳＸ大学学位论文巧创巧声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研巧所取得的成果。除文中恃别加ＵＵ示注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的

4、成果。－均已在文中挡明确方式标明。、作品对本文的研巧做出重雷贡献的集体和个人本人承担本声明的法律后果。：作者签名：日期〇年月曰舟秦＞／＜＾琴２＾＞学位论文使用巧权声巧、使用学位论文的规定本学位论文作者宪全了鮮学校有关保留，同意学校保留并向国家，允许论文被查阅和借阅有关部ｎ或机构送交论文的复印件和电子版。本人授权重庆理工乂学可＾，可￡１采用影印、缩印或扫＾将本学位论文的全部或部分内容编入有关巧据库进行检索描等复制手段保存和汇编本学位论文。＂＂本学位讫文属于Ｃ请在

5、Ｗ下相应方框内打Ｖ）；１．保密□，密后适巧本授权书。＾＿＿年解２．不保密甘＾作者签名：日期；年奔赛琴＞姑＾月日导师盛名日期；丸月／日摘要摘要自2004年，英国科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫采用微机械剥离法首次从高定向热解石墨中剥离出单层石墨烯以来，因其优异的光学和电学性能，立即在材料科学、半导体电子器件等领域掀起了极大的研究热情。石墨烯具有超高的载流子迁移率以及优异的机械性能和导热性能，单层石墨烯的透光率高达97.7%，能够对可见光到太赫兹波段的光谱范围进行吸收。故

6、石墨烯材料在非制冷、宽光谱、高响应度以及超快光电探测方面具有广阔的应用前景。因此，文章对石墨烯场效应结构光电探测器件的制备及性能进行了研究。论文采用化学气相沉积法在铜箔上获得了单层的高质量石墨烯薄膜，并使用过硫酸铵将石墨烯无损转移到SiO2/Si衬底上用于器件制备。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱以及四探针等对石墨烯薄膜的形貌、厚度和方阻等进行了表征。其次，对器件制备的关键工艺进行了深入研究，完成了石墨烯光电探测器件的制备。优化研究了石墨烯图形化、光刻胶选择、金属电极的蒸镀与剥离以及退火等工艺。再次，

7、应用Keithley4200-SCS型半导体性能测试设备和635nm的激光光源对石墨烯光电探测器件的光电性能进行了测试分析，获得了常规双极型曲线，并对影响石墨烯电学特性的因素，如二氧化硅衬底材料、薄膜材料表面掺杂情况以及金属/石墨烯的接触等进行了分析。同时，也对石墨烯的光学性质、光电流产生方式以及光学性能进行了简单分析与研究。此外，对石墨烯/硅基肖特基结光电探测器件的制备及性能进行了研究，主要介绍了石墨烯/硅基异质结光电探测器件的制备、器件的工作原理以及器件的性能，得到了器件在有无光照下的I-V曲

8、线和器件在有无光照情况下明暗电流的比值，以及器件在低温下的电流变化情况。文章为石墨烯光电探测器件的进一步研究提供了可靠的工艺参考，为后续研究高性能、多样化的光电器件奠定了实验基础。关键词：石墨烯；光电探测器件；化学气相沉积；关键工艺；场效应结构；肖特基结；光电性能IAbstractAbstractGraphenewasfirstisolatedfromhighlyorientedpyrolyticgraphiteviamicro-mechanicalcleavagein2004by