[发明专利]一种自驱动光电探测器及其光通信系统

说明书

本发明提供了一种光电探测器，包括硅衬底、石墨烯、第一电极和第二电极，石墨烯设置在硅衬底的表面，第一电极和第二电极被蒸镀在石墨烯的表面，第一电极和第二电极之间形成沟道结构。本发明还公开了一种光电探测器的制备方法以及一种光通信系统，本发明提高了光电探测器中的光响应率和光响应度，使得光电探测器具有良好的性能，在无外加偏压的情况下，光照后即可得到较高的光电流或光电压。

技术领域

本发明属于光电探测器及光通信系统技术领域，具体涉及光电探测器，光电探测器的制备方法及光通信系统。

背景技术

光电探测器是将光信号转换成电信号的装置，是光通信系统的重要组成部分，光电探测器用途广泛，涵盖军事和国民经济的各个领域，半导体光电探测器在光纤通信、红外遥感、测量和诊断仪器等领域广泛运用。常规的半导体光电探测器存在响应度低、响应时间慢以及灵敏度低等问题。例如，石墨烯具有优异的光电性能的同时，其缺陷也非常明显，其零带隙特性使得器件的暗电流非常大，同时石墨烯的光吸收很低，载流子寿命短，使得石墨烯光电探测器的响应率很低，较大的暗电流和较低的响应率限制了其实际应用，因此兼顾光电探测器的响应度、响应率和降低器件的暗电流成为了主要的研究方向。

硅是一种常见的窄带隙半导体，其带隙约为1.12电子伏特，适合用于制备光电探测器，在提高器件响应率和响应速度的研究当中，材料为石墨烯和硅的光电探测器的研究最为广泛且取得了较好的进展，但是光响应速度、光响应率和器件暗电流这三者之间的兼顾依然有所欠缺，限制了光电探测器的实际应用，降低光通信系统中信息传递的稳定性和准确度，导致不稳定的信息传输过程。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一目的在于，提供了一种光电探测器，能够提高光电探测器中的光响应率和光响应度，使得光电探测器具有良好的性能，使其能够广泛应用。

为实现上述目的，本发明按照以下技术方案予以实现：

一种光电探测器，包括硅衬底、石墨烯、第一电极和第二电极；所述石墨烯设置在所述硅衬底的表面，所述第一电极和所述第二电极被蒸镀在所述石墨烯的表面，所述第一电极和所述第二电极之间形成沟道结构。

进一步的，所述硅衬底为N型硅片或P型硅片。

进一步的，所述石墨烯为单层或多层。

进一步的，所述石墨烯的表面设置有聚甲基丙烯酸甲酯。

进一步的，所述第一电极的材质为金或银；所述第二电极的材质为金或银。

进一步的，所述第一电极和所述第二电极的形状非对称，和/或，所述第一电极和所述第二电极的材料不同。

进一步的，所述第一电极的厚度和所述第二电极的厚度均在100-300nm之间。

进一步的，所述蒸镀的方法包括离子溅射或磁控溅射。

本发明的第二目的在于，提供一种光电探测器的制备方法，能够提高光电探测器中的光响应率和光响应度，降低暗电流，具有良好的实际应用。

为实现上述目的，本发明按照以下技术方案予以实现：

一种光电探测器的制备方法，包括以下步骤：

S1、石墨烯放置在硅衬底的表面；

S2、将第一电极和第二电极蒸镀在所述石墨烯的表面，所述第一电极和所述第二电极形成沟道结构。

进一步的，所述硅衬底为N型硅片或P型硅片。

进一步的，所述石墨烯为单层或多层。

进一步的，所述石墨烯的表面设置有聚甲基丙烯酸甲酯。

进一步的，所述第一电极的材质为金或银；所述第二电极的材质为金或银。