طراحی و ساخت دیود شاتکی نانوگرافین- سیلیکون و بررسی نقش نانولایه گرافین در پاسخ‌دهی نوری آن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکز، گروه فیزیک، تهران، ایران

3 دانشکده برق و الکترونیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش پاسخ‌دهی نوری نانولایه گرافین، به کمک ساخت دیود شاتکی نانوگرافین- سیلیکون مورد بررسی قرار گرفته است. جهت ایجاد پیوند شاتکی، نانولایه‌ای از گرافین بر روی زیرلایه‌ای از سیلیکون قرار گرفته است. زیرلایه سیلیکونی تا ضخامت 270 نانومتر اکسید شده است و پس از لایه‌نشانی‌های کروم- طلا (ضخامت لایه‌های کروم- طلا به ترتیب 50 و150 نانومتر است)، با استفاده از ماسک مخصوصی الگو شده است. منحنی مشخصه‌های (جریان- ولتاژ) دیود شاتکی نانوگرافین- سیلیکون تحت تابش‌هایی با طول موج‌های 670، 700 و 1100 نانومتر و نیز تحت تابش نور زرد مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته‌اند. به منظور مشخص شدن نقش نانولایه گرافین در ایجاد جریان نوری، امواج 700 و 1100 نانومتری به پشت قطعه ساخته شده نیز تابانده شده‌اند و جریان‌های نوری تولید شده از پشت و جلوی قطعه با هم مقایسه شده‌اند. نتایج آزمایشات نشان می‌دهد که جریان نوری تولید شده تحت تابش‌های 700 و 1100 نانومتری و از جلوی قطعه، به ترتیب 23 برابر و 17 برابر نسبت به پشت قطعه افزایش یافته است. این افزایش می‌تواند تاثیر نانولایه گرافین را در امر آشکارسازی مشخص کند و همچنین مشخص کننده مقدار زیاد جریان نوری تولید شده در گرافین در حالت تابش از جلو است. منحنی مشخصه‌های قطعه تحت تابش‌های 670 نانومتر و نور زرد، علاوه بر نشان دادن جریان نوری تولید شده، نشان دهنده ولتاژ نوری تولید شده در قطعه نیز است و کاربرد آن به عنوان سلول خورشیدی را آشکار می‌کنند. در این پژوهش، همچنین به تحلیل فیزیکی خواص نوری نانولایه گرافین پرداخته شده است و تئوری‌هایی که تولید جریان نوری در گرافین را بیان می‌کنند، مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

کلیدواژه‌ها