以化學氣相沉積法成長石墨烯之負光導現象與於光感測器應用之研究

Abstract

石墨烯具備良好的電、光、熱、磁、化以及機械性質，因此非常適合用於研發新式的奈米元件，而其特殊的光電效應也使的石墨烯成為具有很高的潛力光感測器研究材料。 雖然石墨烯具有很寬廣的吸收頻譜，但是其對於光子的吸收與轉換效率低弱，因此雖然因為其優異的電子遷移率所以擁有多關於電子元件的應用問世，但是微弱的光響應反而使的石墨烯光學感測元件發展之路受到了一定的限制。 在本論文中，主要以CVD熱化學氣相沉積法成長高品質連續薄膜石墨烯，為了避免基板內部於量測時的干涉，所以將其轉移至石英基板，並利用黃光微影的方式完成元件的製作，並搭配RAMAN、SEM、AFM分析。石墨烯與金屬電極所形成的p-p+-p結構於常溫大氣中，利用不同波長的二極體雷射進行照射，包含藍光(405nm)、綠光(532nm)、紅光(633nm)，實驗並探討石墨烯的光響應機制。從實驗結果中除了可以發現到於低電壓時可以觀察到的金屬-石墨烯接面的光伏效應，於高電壓時因為高品質石墨烯材料本身具有的彈道式載子傳輸，導致光激發與載子間所造成的散射現象，可以產生近10-3 A的強烈負光導效應，十分具有研究價值。 除此之外我們還利用真空腔體與偏光鏡，分析於不同環境對石墨烯的參雜效應與不同雷射光源?率時的光響應強度變化。為了提升光響應的效果我們除了利用一般電極，還利用不同形狀的金屬電極，目的是為了降低暗電流，增加響應電流的變化量。

Date of Award	2014 Aug 1
Original language	Chinese
Supervisor	Yon-Hua Tzeng (Supervisor)