【摘 要】
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石墨烯独特的零带隙能带结构,优异的电学和光学特性使其自发现以来便受到了科研界的关注。它易于被转移到任意基底上,能够和传统的硅基光电器件进行有效的耦合,提升器件的性
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石墨烯独特的零带隙能带结构,优异的电学和光学特性使其自发现以来便受到了科研界的关注。它易于被转移到任意基底上,能够和传统的硅基光电器件进行有效的耦合,提升器件的性能表现。基于这些特点,本文主要进行了以下研究:1.研究了石墨烯/二氧化硅/硅(GIS)和石墨烯/硅(GS)混合结构的负阻效应,通过COMSOL软件仿真了 MOS + Schottky混合结构的空间电荷和电场分布,并计算了表面复合速率随栅压的变化趋势。首次提出了栅控石墨烯/硅二极管结构,表征了 GIS结表面复合对GS光电流的影响。2.提出了基于石墨烯/二氧化硅/硅结构的电荷耦合器件(FE-CCD),通过测试电容-电压曲线,转移特性曲线等分析了器件的工作原理。该器件利用了石墨烯易于被场效应调控等特点,实现了电荷耦合器件的像素级信号读取,并扩宽了器件的探测波长范围(400-1900 nm)。3.设计了线阵FE-CCD器件和驱动电路,实现了器件在可见光和红外光下的图像拍摄测试。该器件同时实现了 CMOS图像传感器的随机读取和传统CCD图像传感器的电荷转移两种工作模式,具有高感光度,高增益,易于制备的优点,有较高的应用价值。
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