本篇研究由浙江大學林時勝教授團隊等人發表。

• 製作了石墨烯/GaAs異質結構光檢測器
• 添加銀納米顆粒以進行等離子增強
• 實現超高（210 mA/W）、寬頻（325-980 nm）的響應度和探測度
• 從納米粒子等離子體重疊載流子分離區域進行增強
• 可用於色彩檢測等應用的可見光到近紅外線靈敏度理想
• 協同石墨烯/GaAs/等離子體整合實現卓越性能

光響應度和探測度

• 在405nm波長下，銀納米顆粒使光響應度提高了38%，達到210 mA/W，探測度提高了202%，達到2.98×10^13 Jones。
• 這種探測度超過先前基於石墨烯的光檢測器2至3個數量級。
• 提升效果覆蓋了從325nm到980nm的整個測試光譜範圍。

提升的光譜依賴性

• 在較短波長處表現出更大的增強，與銀納米顆粒等離子共振峰相匹配。
• 顯示提升來自表面等離子共振。

載流子壽命和EQE分析

• 更快的瞬態PL衰減（1.65ns對比1.97ns）表明銀納米顆粒將光吸收局部化在GaAs表面附近。
• 從300至1000nm的增加EQE與等離子增強相符。
• 以上確認了表面等離子體能夠在異質界面上更有效地分離載流子。

光學模擬

• 模擬顯示銀納米顆粒周圍和延伸至GaAs的近場集中。
• 與石墨烯/GaAs肖特基接面和GaAs光吸收深度重疊。
• 解釋了這種異質系統中極為寬頻提升的來源。

石墨烯與GaAs之間的協同作用通過石墨烯/GaAs接面耗竭區域、表面等離子近場和GaAs吸收深度的複雜重疊，帶來了顯著的寬頻增強。這種增強機制特別適用於石墨烯/直接帶隙半導體異質結構，例如石墨烯/GaAs。由此產生的增強效應提高了響應度、探測度和寬廣的光譜範圍，使其成為一款出色的光檢測器，特別適用於需要敏感彩色檢測的應用，比如CCD成像。

隨著5G和移動技術的進步推動先進光電感應器件融入日常生活，挑戰在於感光區域的縮小。然而，這種趨勢要求這些先進光檢測器具有更出色的光感應性能，增加了準確測量量子效率的難度。傳統方法在波長分散引起的焦點位移方面存在困難，使得在微米級活躍區域內精確捕捉全光譜量子效率曲線變得困難。

作為回應，Enlitech APD-QE利用空間光均勻化技術和ASTM“輻照模式”，適用於測量LiDAR感應器、TFT影像感應器、InGaAs光電二極體等多種先進光檢測器的量子效率和關鍵參數。傳統量子效率系統在準確測量小面積光檢測器方面存在限制，因為光子聚焦和克服光學分散和畸變所造成的測量誤差難度，影響了EQE光譜曲線。APD-QE 能克服這些挑戰，成為尖端光偵測器的尖端工具!