高応答性グラフェン/InAsナノワイヤーヘテロ接合近赤外フォトディテクタの明確なフォトカレントオン/オフ比

グラフェンは、高速かつ超広帯域フォトディテクタ用の有望な候補材料です。しかし、グラフェンベースのフォトディテクタは、無視できるギャップ特性と小さな光吸収のために低いフォトレスポンシビリティとI(light)/I(dark)比に悩まされています。ここでは、新しいタイプのグラフェン/InAsナノワイヤー(NW)垂直スタックヘテロ接合赤外フォトディテクタが報告されており、大きなフォトレスポンシビリティ0.5 AW(-1)およびI(light)/I(dark)比5 × 10(2)を示します。一方、グラフェン赤外フォトディテクタのフォトレスポンシビリティは0.1 mAW(-1)であり、I(light)/I(dark)比は1です。グラフェンのフェルミレベル(E(F))は、その2D特性によりゲート電圧によって広く調整できます。その結果、背面ゲートバイアスがグラフェンとInAs NW間のショットキー障壁(SB)の高さを調整します。シミュレーションはさらに、グラフェン/InAs NWヘテロ接合の整流動作を示し、調整可能なSBが垂直にスタックされたヘテロ構造を通じた電荷輸送を制御します。この結果は、グラフェンベースの赤外線ディテクタにおける重要な課題に対処し、グラフェンの電子およびオプトエレクトロニクスアプリケーションの開発に期待を持たせます。