紅外探測技術(shù)將人類的視覺認(rèn)知從可見光拓展到紅外波段,制備高性能的紅外探測器,材料的選擇是相當(dāng)重要的。如今,石墨烯納米墻薄膜優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)性能一直為紅外探測器的發(fā)展提供新的方向,然而石墨烯納米墻薄膜紅外探測器的相關(guān)研究仍然處在初始階段。為此,本論文對石墨烯納米墻薄膜的微納加工技術(shù)進(jìn)行了研究并優(yōu)化,并在此基礎(chǔ)上制備了紅外探測器。具體的研究成果如下:1、石墨烯納米墻薄膜的生長與表征。使用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)在不同基底上合成了石墨烯納米墻薄膜并對其生長原理進(jìn)行了研究。同時,使用掃描電子顯微鏡(SEM)、拉曼光譜、原子力顯微鏡(AFM)這些表征儀器分析了石墨烯納米墻薄膜的形貌特征及結(jié)構(gòu)。2、石墨烯納米墻薄膜的微納加工工藝優(yōu)化。首先利用雙層膠工藝以及反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)進(jìn)行了石墨烯納米墻薄膜的圖形化工藝優(yōu)化,得到了邊界清晰、形貌完整的石墨烯納米墻薄膜條帶溝道。此外,針對石墨烯納米墻薄膜與聚合物薄膜PDMS的微橋工藝問題,選用了容易釋放的二氧化硅與絕緣性好的氮化硅作為底層基底支撐材料。利用氧氣等離子刻蝕技術(shù)使得PDMS由疏水性變成親水性改善了石墨烯納米墻薄膜與PDMS的工藝兼容性問題。分析了...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1石墨烯的結(jié)構(gòu)[3]。(a)晶格結(jié)構(gòu);(b)布里淵區(qū)示意圖

2004年,石墨烯被研究人員使用機(jī)械剝離的技術(shù)首次獲得[1]。它是由純碳原子構(gòu)成的復(fù)式六角晶格[2],結(jié)構(gòu)如圖1-1所示[3]。如圖1-1(a)所示為石墨烯的晶格結(jié)構(gòu),可以看出兩個碳原子的間距相同,每個碳原子是以sp2雜化的方式連接在一起。a1和a2為石墨烯的原胞基矢,其原胞為菱....

圖1-2石墨烯的三維能帶結(jié)構(gòu)圖[3]

石墨烯除了具有非常優(yōu)越的光學(xué)性能以外,還有非常優(yōu)越的電子性質(zhì)。如圖1-2所示是石墨烯的三維能帶結(jié)構(gòu)[3],從中可以看出,石墨烯的導(dǎo)帶和價帶在布里淵區(qū)邊界相交[3]。交點(diǎn)處態(tài)密度為零,因?yàn)檫@個原因,石墨烯也被叫做半金屬。進(jìn)一步的研究表明,交點(diǎn)處也叫狄拉克點(diǎn)(Diracpoint)....

圖1-3光電探測器的分類

光電探測器是可以用來檢測光存在的器件,能識別光信號并將其轉(zhuǎn)換成電流等電學(xué)信號。光電探測器的發(fā)展非常迅速,根據(jù)探測機(jī)理的物理效應(yīng)分類,如圖1-3所示。光電探測器可分為兩大類:一類是光子探測器;光子探測器又可分為光電導(dǎo)、光電二極管和光電三極管。光子型探測器是基于各類效應(yīng)制成的探測器。....

圖1-4石墨烯光電探測器。(a)基于石墨烯的光電探測器[12];(b)不對稱電極結(jié)構(gòu)的光電探測器[13]

2009年,Xia等人做成了第一個石墨烯光電探測器[12],如圖1-4(a)所示。Rg表示石墨烯電阻,Cp為兩個電極之間的電容,Cg為石墨烯間的電容。文中分別在光照和黑暗下兩種情況下對探測器的性能進(jìn)行了檢測。石墨烯作為吸光層,通過調(diào)節(jié)背柵偏壓來控制金屬/石墨烯間的勢壘高度來改變溝....

本文編號：4054010