由于光-物質(zhì)之間較弱的相互作用，標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)氣相沉積/剝離單層石墨烯基光電探測(cè)器表現(xiàn)出低的光響應(yīng)性(通常數(shù)量級(jí)為mA/W)。然而，外延生長(zhǎng)的石墨烯為獲得具有良好光響應(yīng)性的器件提供了更可行的方法。我們知道，4H-SiC上的EG承載著界面緩沖層(IBL)，它是適用于量子光電器件的電子載流子的來(lái)源。這里，利用這些特性展示了一種基于無(wú)柵平面EG/4H-SiC的器件，在405~532 nm和632~980 nm激光激發(fā)下，可以分別觀察到正向光響應(yīng)和負(fù)向光響應(yīng)。該寬帶二元光響應(yīng)主要來(lái)源于IBL/EG界面的能帶排列和EG的高靈敏功函數(shù)。值得注意的是，在1 V外加偏壓下（功率密度為7.96 mW/cm2），器件的光響應(yīng)在405 nm下大于10 A/W，比CVD/剝離石墨烯的值大3個(gè)數(shù)量級(jí)，并且高于實(shí)際應(yīng)用所需值。這些結(jié)果為基于乙二醇的選擇性光觸發(fā)邏輯器件鋪平了道路，并為寬帶光電探測(cè)器打開(kāi)了一個(gè)新的窗口。
Figure 1. 器件的制造和光學(xué)特性。(a) EG/4H-SiC的拉曼光譜。(b)原子力顯微鏡圖像顯示了碳化硅襯底上乙二醇的均勻表面形貌。（c）無(wú)殘留物器件的制造工藝示意圖。(d)顯示了EG/4H-SiC基器件的共焦顯微圖像。
Figure 2. 基于EG/4H-SiC的器件在(a) 405、(b) 532、(c) 633、(d) 808和(e) 980 nm激光激發(fā)下，于不同功率密度下的絕對(duì)光電流對(duì)電壓特性，該數(shù)據(jù)從I-V曲線獲得。
Figure 3．(a) EG/4H-SiC基裝置和雙探針光電探測(cè)器測(cè)量裝置（配帶有IBL）的示意圖。(b)基于EG/4H-SiC的裝置在1 V外加偏壓下（功率密度為7.96 mW/cm2）于不同波長(zhǎng)激發(fā)光下的動(dòng)態(tài)光響應(yīng)。
Figure 4．(a) 405 nm和(b) 980 nm激發(fā)下的響應(yīng)時(shí)間。(c) 在1 V外加偏壓下（功率密度為7.96 mW/cm2），呈現(xiàn)了波長(zhǎng)相關(guān)的響應(yīng)時(shí)間(左軸)和恢復(fù)時(shí)間(左軸)。
該研究工作由臺(tái)灣科技大學(xué)Po-Da Hong課題組于2021年發(fā)表在Carbon期刊上。原文：Highly sensitive broadband binary photoresponse in gateless epitaxial graphene on 4H-SiC。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)
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