【摘 要】
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石墨烯具有优异的电学、光学、机械特性,基于石墨烯的光电探测器得到迅速的发展。然而,原子级厚度的石墨烯吸光度低且缺乏增益机制,这限制了石墨烯基光电探测器的性能。层状材料量子点具有良好的光吸收,能带隙可调等优点。构建层状材料量子点/石墨烯复合结构不仅可以提高石墨烯的吸光度,而且具有良好的电荷分离能力,从而可提高石墨烯光电探测器的响应度。探头超声剥离法是一种有效制备层状材料量子点的方法,该方法的关键在于
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石墨烯具有优异的电学、光学、机械特性,基于石墨烯的光电探测器得到迅速的发展。然而,原子级厚度的石墨烯吸光度低且缺乏增益机制,这限制了石墨烯基光电探测器的性能。层状材料量子点具有良好的光吸收,能带隙可调等优点。构建层状材料量子点/石墨烯复合结构不仅可以提高石墨烯的吸光度,而且具有良好的电荷分离能力,从而可提高石墨烯光电探测器的响应度。探头超声剥离法是一种有效制备层状材料量子点的方法,该方法的关键在于剥离材料时溶剂的选择。本论文中,我们为了减少有机化学基团对量子点表面的修饰和有机试剂对环境的影响,选择了环保型溶剂,改进了制备条件,成功在去离子水/乙醇混合溶液中合成了SnSe量子点,在纯去离子水中合成了SnSe2量子点。我们构建了SnSe量子点/石墨烯复合结构多波长响应光电探测器,器件对405 nm,532 nm,785 nm的光辐射具有明显的光电响应。器件在405nm的光照下,最大响应度可达1.5×107mAW-1。器件在785 nm的光照射下,最快光电响应时间为9.5 ms。我们还构建了SnSe2量子点/石墨烯复合结构硅基与PET柔性衬底的紫外光电探测器。硅基器件在405 nm的光照射下,最大响应度可达7.5×106mAW-1,光电响应时间为0.31 s。PET柔性衬底器件的光电响应时间为0.26 s,其最大响应度可达1.8×106mAW-1。柔性器件重复弯曲100次之后,其响应度为1.5×106mAW-1,探测器的性能较稳定。层状材料SnSe2和SnSe量子点与石墨烯结合起来,增强了石墨烯的光吸收率并提高了石墨烯器件的光谱响应速度,从而提高了石墨烯光电探测器的性能。
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