نانومقیاس

نانومقیاس

بررسی نظری عملکرد آشکارسازهای نوری نانونوار گرافنی در گسترۀ طیف فروسرخ و تراهرتز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بوعلی سینا، همدان
2 گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
چکیده
چکیده: آشکارسازهاى نوری برای طیف‌های فروسرخ دور (FIR) و تراهرتز (THz) به طور متعارف از نیم‌رساناهای گاف باریک و ساختارهای چاه کوانتومی ساخته مى‌شوند. عملکرد این آشکارسازها بر اساس ساختارهای چاه کوانتومی با گذارهای درون نواری (بین نواری) الکترون یا حفره همراه است. امروزه با استفاده از ترانزیستور اثر میدان نانونوار گرافنی، آشکارسازهایی مؤثر در محدوده FIR و THz طیف نورى طراحى و ساخته مى‌شود. توانایى تغییر گاف انرژی نانو‌نوار گرافنی با تغییر عرض نانو‌نوار به ساخت آشکارسازهای نوری چند رنگ کمک کرده‌است. در این مقاله عملکرد یک فوتوترانزیستور نانونوار نیم‌رسانای گرافنی، بررسی شده و هم‌چنین، بعضی مشخصات آن مانند جریان فوتونی، جریان تاریک و پاسخ‌دهی آن محاسبه و رسم شده است. نسبت جریان فوتونی به جریان تاریک به دست آمده برای ولتاژهای دروازۀ پایینی بین 5/0، 1 و 5/1 ولت به بیش از یک مرتبه می رسد. بازده کوانتومی، پاسخ‌دهی و جریان نوری محاسبه شدۀ این آشکارسازها مقادیر بالاتری از آشکارسازهای سنتی نظیرشان را نشان مى‌دهند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Theoretical investigation of operation of graphene nanoribbon photodetectors in the range of infrared and terahertz

نویسندگان English

Ghassem Ansaripour 1
Nawar Daood 2
1 Department of Physics, Bu-Ali Sina University, Hamedan
2 Department of Physics, Faculty of Science, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
چکیده English

Abstract: For far infrared (FIR) and terahertz (THz) spectrum, the photodetectors conventionally are made from narrow gap semiconductors and quantum well structures. These detectors operate by electron (hole) transition via intra-band (inter-subband) on the basis of quantum well structures. Nowadays using the graphene nanoribbon field effect transistors effective detectors in the range FIR and THz optical spectrum designed and fabricated. The ability to change the bandgap of graphene nanoribbon by altering nanoribbon width has aided multicolor optical detectors to be made. In this paper the operation of a graphene semiconductor nanoribbon phototransistor has been investigated and also some of its characteristics like photonic current, dark current and responsivity has been calculated and plotted. The obtained ratio of the photonic current to dark current for the back gate voltages at 0.5, 1, and 1.5 V reaches to more than one order. The calculated quantum efficiency, responsivity and photonic current of these photodetectors show higher quantities than that of conventional photodetectors.

کلیدواژه‌ها English

: Photodetector
Graphene
Nanoribbon
Current density
Responsivity function
دوره 11، شماره 3
پاییز 1403
صفحه 14-7

  • تاریخ دریافت 16 بهمن 1402
  • تاریخ بازنگری 15 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش 04 شهریور 1403