近日，韓國大邱慶北科技學院(DGIST)和瑞士巴塞爾大學的研究人員合作研發出了一種能在微波波段工作的新型石墨稀光電探測器，該探測器與現有的可在近紅外到紫外波段范圍工作的石墨烯探測器不同，其檢測精度比現有設備高十萬倍左右。
由于石墨稀缺乏固有的能態，因而在數字電子領域用途有限，但在光電子領域，石墨稀這種無能隙存在的結構吸引了諸多科研人員的關注。這一特點在光電探測器領域尤為突出，石墨稀使得更高效率的近太赫茲光電探測器的實現成為可能。
圖為DGIST的高級研究員JungMin-kyung工作照片
研究亮點
DGIST的高級研究員JungMin-kyung表示：“該研究的意義和亮點在于，我們開發出了世界上首個基于石墨烯器件的微波光電探測器。”
該團隊對位于pn結中雙層石墨稀的微波吸收能力進行了深入研究。pn結即p型和n型半導體連接在一起形成的結區，是我們熟悉的電子設備的基礎結構。
實驗難度
此前，許多研究人員已經對微波范圍內的光電探測進行了諸多嘗試與研究，但由于探測器本身微波具有的能量比周圍環境引起的表面電位差小很多，因此這些研究都無疾而終。另外，石墨稀表面留有的殘留物也是引起嘗試失敗的原因之一。
實驗突破
為了克服這個困難，研究人員另辟蹊徑，他們制造出了一個可使pn結懸浮在襯底上方的橋式結構，從而使得基于石墨烯的pn結與襯底分離。該橋式結構允許電子自由流動而不碰撞上由器件上的殘留物產生的障礙。
研究人員能夠通過測量電極之間的溫度差來檢測光電流，從而確認他們確實制造出了微波光電探測器。基本上，隨著石墨稀pn結中產生的電子-空穴對數量越來越多，pn結的溫度也越來越高。
前景展望
研究人員正在考慮將這種微波光電探測器用于可穿戴設備和柔性顯示器。JungMin-kyung補充道：“通過開發新的應用設備，如基于石墨烯的微波光電探測器，我們將對其進行進一步的研究，以提升可穿戴設備和柔性顯示器的性能表現。
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