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石墨烯太赫茲探測器受限于材料的低開關(guān)比和弱飽和特性，難以在太赫茲波段獲得較高的器件響應(yīng)。
 

四端電阻結(jié)構(gòu)器件及其偏壓場誘導(dǎo)極性反演光電流增強現(xiàn)象。
 

　　基于熱電子原理的石墨烯器件具有較寬波段的吸收能力，有望突破基于傳統(tǒng)混頻原理對器件制備工藝的嚴(yán)格要求，有利于大面積的器件集成。
 

　　在國家重點研發(fā)計劃項目支持下，中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所、紅外物理國家重點實驗室陸衛(wèi)、陳效雙、王林、陳剛及合作者們避開了傳統(tǒng)器件的設(shè)計思路，采用四端電阻結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對不同器件的電極互連(如圖所示)，研究發(fā)現(xiàn)了通過電極之間的互連產(chǎn)生類似于三極管的器件開關(guān)性能。
 

　　同時，研究人員通過電極之間的偏壓效應(yīng)產(chǎn)生石墨烯溝道的非對稱光電流，在偏壓作用下器件光電流呈現(xiàn)出線性上升的趨勢，產(chǎn)生光電流增益，對應(yīng)器件響應(yīng)出現(xiàn)數(shù)量級的提高。
 

　　此外，研究表明石墨烯和金屬接觸位置的局域場可以驅(qū)動非平衡載流子，誘導(dǎo)石墨烯溝道載流子分布的變化，在偏壓場作用下器件產(chǎn)生光電導(dǎo)效應(yīng)，器件響應(yīng)可以達到280V/W，為當(dāng)前報道的高值。
 

　　該項研究工作將為實現(xiàn)便攜式成像系統(tǒng)、人體醫(yī)學(xué)太赫茲表征設(shè)備的核心器件提供嶄新的途徑，該項研究工作于2018年4月18日發(fā)表在NPG Asia Materials雜志上。