基于纳米金属阵列天线的石墨烯/硅近红外探测器

金属纳米颗粒低聚体不仅具有等离激元共振效应实现光场亚波长范围内的局域化和增强，还可以通过泄漏光场（leaky field）相互干涉实现法诺共振和连续态中的束缚态（BIC）从而使得电磁场更强的局域和增强。

据麦姆斯咨询报道，近期，南京大学电子科学与工程学院的科研团队在《物理学报》期刊上发表了以“基于纳米金属阵列天线的石墨烯/硅近红外探测器”为主题的文章。该文章第一作者为张逸飞，通讯作者为王军转。

本工作采用金纳米金属低聚体超构表面作为石墨烯/硅（SOI）近红外探测器的天线，实现了光响应度2倍的增强。通过时域有限差分法（FDTD）仿真和实验相结合研究了低聚体超构表面光电耦合效率的动态过程，为提高光电探测效率提供了一种重要的途径。

器件和纳米结构制备

器件制备流程如图1所示，选用厚度为1 μm的n型轻掺杂（掺杂浓度约3×10¹⁶ at./cm³）SOI作为衬底，通过光刻图形化和反应耦合等离子体（ICP）刻蚀技术制备出200 μm x 200 μm的硅岛如图1（a）所示，再通过光刻图形化和电子束蒸发技术（EBE）在硅岛上实现做好一对电极（5 nm Ti/45 nm Au），如图1（b），其中一个电极和硅岛接触，另一个电极在绝缘层衬底上与后续转移的石墨烯相接触；接下来通过电子束曝光的方式（EBL）图形天线纳米颗粒并采用EBE蒸金属5 nm Ti/45 nm Au并剥离，如图1（c），最后将化学气相沉淀方法生长的（CVD）石墨烯通过湿法转移的方法转移到硅岛上面，并采用刻蚀方法将石墨烯和与硅接触的电极断开，这样整个石墨烯/硅肖特基器件制备完成如图1（d）所示，器件显微镜照片如图1（e）所示，石墨烯形状完好，没有破裂。