Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2024, выпуск 8 » Статья стр. 1391
<<<>>>
Детектор ИК диапазона на основе графеновых нанополос
Российский научный фонд, 21-72-10164
Российский научный фонд, 23-12-00187
Российский научный фонд, 24-42-10001
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, 075-11-2022-026
Ивашенцева И.В.1, Федотов П.В.2,3, Каурова Н.С.1, Рыбин М.Г.2, Образцова Е.Д.2,3, Третьков И.В.4, Гольцман Г.Н.1
1Московский Педагогический Государственный Университет, Москва, Россия
2Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
3Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Долгопрудный, Московская обл., Россия
4Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук, Москва, Россия
Email: ivantretykov@mail.ru
Поступила в редакцию: 7 февраля 2024 г.
В окончательной редакции: 6 мая 2024 г.
Принята к печати: 14 мая 2024 г.
Выставление онлайн: 27 июля 2024 г.
PDF версия
Представлена технология сенсибилизации структуры, состоящей из нанополоски графена на кремниевой подложке Si/GNR в ближнем IR-диапазоне электромагнитного спектра, основанная на легировании графеновой нанополоски GNR с помощью He4. Экспериментально продемонстрировано увеличение отклика более чем 25 раз на длине волны 1.35 μm в структуре Si/GNR/He4, по сравнению с Si/GNR не легированной He4. Также Si/GNR_He4 структура проявляет ярко выраженные многоуровневые мемристорные свойства под действием инфракрасного излучения. Ключевые слова: графен, нанополоска графена, инфракрасный диапазон, детектор.
  1. L. Du, Z. Wu, R. Li, F. Tang, Y. Jiang. Opt. Lett., 41 (I), 5031(2016). DOI: 10.1364/OL.41.005031
  2. H. Zhang, J.-H. Choi, Y. Xu, X. Wang, X. Zhai, B. Wang, C. Zeng, J.-H. Cho, Z. Zhang, J. G. Hou. Phys. Rev. Lett., 106 (2-14), 026801 (2011). DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.026801
  3. X.Y. Wang, Y.G. Huang, D.W. Liu, X.N. Zhu, H.L. Zhu. Chin. Phys. Lett., 30 (3), 036101 (2013). DOI: 10.1088/0256-307X/30/3/036101
  4. S. Hu, P. Han, S. Wang, X. Mao, X. Li, L. Gao. Semicond. Sci. Technol., 27, 102002 (2012). DOI: 10.1088/0268-1242/27/10/102002
  5. J.P. Mailoa, A.J. Akey, C.B. Simmons, D. Hutchinson, J. Mathews, J.T. Sullivan, D. Recht, M.T. Winkler, J.S. Williams, J.M. Warrender, P.D. Persans, M.J. Aziz, T. Buonassisi. Nat. Commun., 5, 3011 (2013). DOI: 10.1038/ncomms4011
  6. E. Garcia-Hemme, R. Garcia-Hernansanz, J. Olea, D. Pastor, A. del Prado, I. Martil, G. Gonzalez-Diaz. J. Phys. D: Appl. Phys., 104, 211105 (2014). DOI: 10.1088/0022-3727/49/27/2751
  7. C.B. Simmons, A.J. Akey, J.P. Mailoa, D. Recht, M.J. Aziz, T. Buonassisi. Adv. Functional Mater., 24, 2852 (2014). DOI: 10.1002/adfm.201303820
  8. E. Perez, H. Castan, H. Garci a, S. Duenas, L. Bailon, D. Montero, R. Garci a-Hernansanz, E. Garci a-Hemme, J. Olea, G. Gonzalez-Di az. Appl. Phys. Lett., 106, 022105. DOI: 10.1063/1.490578
  9. C.B. Simmons, A.J. Akey, J.J. Krich, J.T. Sullivan, D. Recht, M.J. Aziz, T. Buonassisi. J. Appl. Phys., 114, 243514 (2013). DOI: 10.1063/1.4854835
  10. A.J. Said, D. Recht, J.T. Sullivan, J.M. Warrender, T. Buonassisi, P.D. Persans, M.J. Aziz. Appl. Phys. Lett., 99, 073503 (2011). DOI: 10.1063/1.3609871
  11. X. Li, J.E. Carey, J.W. Sickler, M.U. Pralle, C. Palsule, C.J. Vineis. 20 (5), 5518 (2012). DOI: 10.1364/OE.20.005518
  12. Z. Yan, C. Li, Y. Luo, J. Zhao, H. Yang, P. Verma, S. Kawata. Chin. Opt. Lett., 13 (10), 102401 (2015). DOI: 10.3788/COL201513.102401
  13. X. Qiu, X. Yu, S. Yuan, Y. Gao, X. Liu, Y. Xu, D. Yang. 6, 1700638 (2018). DOI: 10.1002/adom.201700638
  14. A.C. Ferrari, F. Bonaccorso, V. Falko, K.S. Novoselov, S. Roche, P. B ggild, S. Borini, F.H. L. Koppens, V. Palermo, N. Pugno, J.A. Garrido, R. Sordano, A. Bianco, L. Ballerini, M. Prato, E. Lidorikis, J. Kivioja, C. Marinelli, T. Ryhanen, A. Morpurgo, J.N. Coleman, V. Nicolosi, L. Colombo, A. Fert, M. Garcia-Hernandez, A. Bachtold, G.F. Schneider, F. Guinea, C. Dekker, M. Barbone, Z. Sun, C. Galiotis, A.N. Grigorenko, G. Konstantatos, A. Kis, M. Katsnelson, L. Vandersypen, A. Loiseau, V. Morandi, D. Neumaier, E. Treossi, V. Pellegrini, M. Polini, A. Tredicucci, G.M. Williams, B.H. Hong, Jong-Hyun, J.M. Kim, H. Zirath, B.J. van Wees, H. van der Zant, L. Occhipinti, A. Di Matteo, I.A. Kinloch, T. Seyller, E. Quesnel, X. Feng, K. Teo, N. Rupesinghe, P. Hakonen, S.R.T. Neil, Q. Tannock, T. Lofwander, J. Kinaret. Nanoscale, 7, 4598 (2015). DOI: 10.1039/C4NR01600A
  15. A. Pospischil, M. Humer, M.M. Furchi, D. Bachmann, R. Guider, T. Fromherz, T. Mueller. Nature Photon., 7 (11), 892 (2013). DOI: 10.1038/NPHOTON.2013.240
  16. X. Gan, R.-J. Shiue, Y. Gao, I. Meric, T.F. Heinz, K. Shepard, J. Hone, S. Assefa, D. Englund. Nature Photon., 7, 883 (2013). DOI: 10.1038/nphoton.2013.253
  17. X. Wang, Z. Cheng, K. Xu, H.K. Tsang, J.B. Xu. Nature Photon., 7 (11), 888 (2013). DOI: 10.1038/NPHOTON.2013.241
  18. F. Withers, O. Del Pozo-Zamudio, A. Mishchenko, A.P. Rooney, A. Gholinia, K. Watanabe, T. Taniguchi, S.J. Haigh, A.K. Geim, A.I. Tartakovskii., K.S. Novoselov. Nat Mater., 14 (3), 301 (2015). DOI: 10.1038/nmat4205
  19. M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, B. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. Wang, X. Zhang. Nature, 4474 (7349), 64 (2011). DOI: 10.1038/nature10067
  20. D. Schall, D. Neumaier, M. Mohsin, B. Chmielak, J. Bolten, C. Porschatis, A. Prinzen, C. Matheisen, W. Kuebart, B. Junginger, W. Templ, A.L. Giesecke, H. Kurz. ACS Photon., 1 (9), 781 (2014). DOI: 10.1021/ph5001605
  21. F.H. Koppens, T. Mueller, P. Avouris, A.C. Ferrari, M.S. Vitiello, M. Polini. Nat. Nanotechnol. 9 (10), 780 (2014). DOI: 10.1038/nnano.2014.215
  22. W. Guo, S. Xu, Z. Wu, N. Wang, M.M. T. Loy, S. Du. 9, 3031 (2013). DOI:10.1002/smll.201370110
  23. Z. Sun, Z. Liu, J. Li, G.-an Tai, S.-P. Lau, F. Yan. Adv. Мater., 24 (43), 5878 (2012), DOI: 10.1002/adma.201202220
  24. G. Konstantatos, M. Badioli, L. Gaudreau, J. Osmond, M. Bernechea, F.P. Garcia de Arquer, F. Gatti, F.H. Koppens. National Nanotechnol., 7 (6), 363 (2012). DOI: 10.1038/nnano.2012.60
  25. M. Freitag, T. Low, W. Zhu, H. Yan, F. Xia, P. Avouris. Nature Commun., 4, 1951 (2013). DOI: 10.1038/ncomms2951
  26. M. Badioli, A. Woessner, K.J. Tielrooij, S. Nanot, Navickaite, T. Stauber, F.J. Garci a de Abajo, F.H.L. Koppens. Nano Lett., 14 (11), 6374 (2014). DOI: 10.1021/nl502847v
  27. X. Cai, A.B. Sushkov, R.J. Suess, M.M. Jadidi, G.S. Jenkins, L.O. Nyakiti, R.L. Myers-Ward, S. Li, J. Yan, D.K. Gaskill, T.E. Murphy, H.D. Drew, M.S. Fuhrer. National Nanotechnol., 9, 814 (2014). DOI: 10.1038/nnano.2014.182
  28. L. Vicarelli, M.S. Vitiello, D. Coquillat, A. Lombardo, A.C. Ferrari, W. Knap, M. Polini, V. Pellegrini, A. Tredicucci. Nature Mater., 11, 865 (2012). DOI: 10.1038/nmat3417
  29. J. Dauber, A.A. Sagade, M. Oellers, K. Watanabe, T. Taniguchi, D. Neumaier, C. Stampfer, Appl. Phys. Lett., 106 (19), (2015). DOI: 10.1063/1.4919897
  30. L. Huang, H. Xu, Z. Zhang, C. Chen, J. Jiang, X. Ma, B. Chen, Z. Li, H. Zhong, L.-M. Peng. Sci. Rep., 4, 5548 (2014). DOI: 10.1038/srep05548
  31. Q. Wang, W. Hong, L. Dong. Nanoscale, 8, 7663 (2016). DOI: 10.1039/C5NR09274D
  32. M. Pumera, A. Ambrosi, A. Bonanni, E.L.K. Chng, H.L. Poh. Trends Analyt. Chem., 29 (9), 954 (2010). DOI: 10.1016/j.trac.2010.05.011
  33. A.D. Smith, K. Elgammal, F. Niklaus, A. Delin, A.C. Fischer, S. Vaziri, F. Forsberg, M. R sander, H. Hugosson, L. Bergqvist, S. Schroder, S. Kataria, M. Ostling, M.C. Lemme. Nanoscale, 7, 19099 (2015). DOI: 10.1039/C5NR06038A
  34. Y. Wu, Y.-m. Lin, A.A. Bol, K.A. Jenkins, F. Xia, D.B. Farmer, Y. Zhu, P. Avouris. Nature, 472, 74 (2011). DOI: 10.1038/nature09979
  35. B. Radisavljevic, A. Radenovic, J. Brivio, V. Giacometti, A. Kis. National Nanotechnol., 6 (3), 147 (2011). DOI: 10.1038/nnano.2010.279
  36. S. Goossens, G. Navickaite, C. Monasterio, S. Gupta, J.J. Piqueras, R. Perez, G. Burwell, I. Nikitskiy, T. Lasanta, T. Galan, E. Puma, A. Centeno, A. Pesquera, A. Zurutuza, G. Konstantatos, F. Koppens. Nature Photon., 11, 366 (2017). DOI: 10.1038/nphoton.2017.75
  37. G. Konstantatos, M. Badioli, L. Gaudreau, J. Osmond, M. Bernechea, F.P. Garcia de Arquer, F. Gatti, F.H. Koppens. National Nanotechnol., 7 (6), 363 (2012). DOI: 10.1038/nnano.2012.60
  38. Z. Sun, Z. Liu, J. Li, G.-А. Tai, S.-P. Lau, F. Yan. Adv. Мater., 24 (43), 5878 (2012). DOI: 10.1002/adma.201202220
  39. A.V. Klekachev, M. Cantoro, M.H. Van Der Veen, A.L. Stesmans, M.M. Heyns, S. De Gendt. Physi. E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures, 43 (5), 1046 (2011). DOI: 10.1016/j.physe.2010.12.012
  40. W. Guo, S. Xu, Z. Wu, N. Wang, M.M.T. Loy, S. Du. Small, 9 (18), 3031 (2013). DOI: 10.1002/smll.201370110
  41. S.A. McDonald, G. Konstantatos, S. Zhang, P.W. Cyr., E.J.D. Klem, L. Levina, E.H. Sargent. Nature Mater., 4, 138 (2005)
  42. V. Barone, O. Hod, G.E. Scuseria. Nano Lett., 6 (12), 2748 (2006). DOI: 10.1021/nl0617033
  43. L. Yang, C.H. Park, Y.W. Son, M.L. Cohen, S.G. Louie. Phys. Rev. Lett., 99 (18), 186801 (2007). DOI: 10.1103/PhysRevLett.99.186801
  44. P.B. Bennett, Z. Pedramrazi, A. Madani, Y.-C.Chen, D.G. de Oteyza, C. Chen, F.R. Fischer, M.F. Crommie, J. Bokor. J. Appl. Phys. Lett., 103 (25), (2013). DOI: 10.1063/1.4855116
  45. J.P. Llinas, A. Fairbrother, G. Borin Barin, W. Shi, K. Lee, S. Wu, B.Y. Choi, R. Braganza, J. Lear, N. Kau, W. Choi, C. Chen, Z. Pedramrazi, T. Dumslaff, A. Narita, X. Feng, K. Mullen, F. Fischer, A. Zettl, P. Ruffieux, E. Yablonovitch, M. Crommie, R. Fasel, J. Bokor. Nature Сommun., 8 (1), 633 (2017). DOI: 10.1038/s41467-017-00734-x
  46. B. Jeong, M. Wuttke, Y. Zhou, K. Mullen, A. Narita, K. Asadi. ACS Appl. Electron. Mater., 4, 2667 (2022). DOI: 10.31613/ceramist.2022.25.4.05
  47. D. Prezzi, D. Varsano, A. Ruini, A. Marini, E. Molinari. Phys. Rev. B, 77, 041404 (2008). DOI: 10.1103/PhysRevB.77.041404
  48. X. Zhu, H. Su. J. Phys. Chem. A, 115, 11998 (2011). DOI: 10.1021/jp202787h
  49. P.V. Fedotov, D.V. Rybkovskiy, A.I. Chernov, E.A. Obraztsova, E.D. Obraztsova. J. Phys. Chem. C, 124, 25984 (2020). DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c07369
  50. P.V. Fedotov, E.D. Obraztsova. Appl. Phys. Lett., 122, 013101 (2023). DOI: 10.1063/5.0131405
  51. P.V. Fedotov, D.V. Rybkovskiy, I.V. Novikov, E.D. Obraztsova. Рhys. Status Solidi (b), 259, 2100501 (2022). DOI: 10.1002/pssb.202100501
  52. J. Cai, P. Ruffieux, R. Jaafar, M. Bieri, T. Braun, S. Blankenburg, M. Muoth, A.P. Seitsonen, M. Saleh, X. Feng, K. Mullen, R. Fasel. Nature, 466, 470-3 (2010). DOI: 10.1038/nature09211
  53. G. Borin Barin, A. Fairbrother, L. Lukas Rotach, M. Bayle, M. Paillet, L. Liang, V. Meunier, R. Hauert, T. Dumslaff, A. Narita, K. Mullen, H. Sahabudeen, R. Berger, X. Feng, R. Fasel, P. Ruffieux. ACS Appl. Nano Mater., 2, 2184 (2019). DOI: 10.1021/acsanm.9b00151
  54. H. Huang, D. Wei, J. Sun., S.L. Won, Y. P. Feng, A.C. Neto, A.T.S. Wee, Scientific Reports, 2 (1), 983 (2012). DOI: 10.1038/srep00983
  55. J. Zhou, J. Dong. Appl. Phys. Lett., 91 (17), (2007). DOI: 10.1063/1.2800796
  56. R. Gillen, M. Mohr, C. Thomsen, J. Maultzsch. Phys. Rev. B, 80 (15), 155418 (2009). DOI: 10.1103/PhysRevB.80.155418

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme