胡跃文,谢生,叶崇光,周高磊,毛陆虹.与Si CMOS兼容的Graphene/MoS2异质结全差分光电探测器和读出电路[J].光电子激光,2019,30(4):347~352
与Si CMOS兼容的Graphene/MoS2异质结全差分光电探测器和读出电路
Graphene/MoS2heterojunction fully differential photodetector and readout circ uit compatible with Si CMOS
投稿时间:2018-08-26  
DOI:
中文关键词:  Graphene/MoS2异质结  二维材料  全差分光电探测电路  光响应度
英文关键词:graphene/MoS2heterojunction  two-dimensional (2D) materials  fully different ial optoelectronic detection circuit  photoresponse
基金项目:集成光电子学国家重点实验室开放课题(IOSKL2017KF07)资助项目 (1.天津大学 电气自动化与信息工程学院,天津 300072; 2.天津大学 微电子学院,天津 300072)
作者单位
胡跃文 天津大学 电气自动化与信息工程学院,天津 300072 
谢生 天津大学 微电子学院,天津 300072 
叶崇光 天津大学 电气自动化与信息工程学院,天津 300072 
周高磊 天津大学 电气自动化与信息工程学院,天津 300072 
毛陆虹 天津大学 电气自动化与信息工程学院,天津 300072 
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中文摘要:
      提出了一种基于Graphene/MoS2异质结的全差分 光 电探测器。利用标准半导体微纳加工技术,制作了有效区域为2.3 μ m×10 μm的Graphene/MoS2异质结结构,用以产生差 分光电流;使用0.18 μm CMOS工艺设计了差分放大与恒压控制电路 ,实现光电流到电压的转换和放大。结果表明:在白光照射 下,单个Graphene/MoS2异质结结构光响应度达2435 A/W。差分光生电流经过差分放大器后,以电压形式输出,总光响应度加 倍。该全差分光探测器基于新型二维材料,对可见光具有较高的灵敏度,在可见光探测和成 像领域具有广阔的应用前景。
英文摘要:
      A fully differential photodetector bas ed on Graphene/MoS2heterojunction is proposed in this paper.A Graphene/MoS2heterojunction structure with an effective region of 2.3μm×10μm is manufact ured by using standard semiconductor micro nano processing technology which can be used to produce differential photocurrents.A differential amplifying and cons tant voltage control circuit is designed with 0.18μm complementary metal oxide semi conductor (CMOS) technology to convert the photocurrent signal from differential photodetors into the voltage signal,and r ealize a certain amount of amplification.Results show that the photoresponse for a single Graphene/MoS2heterojunction detector is up to 2435A/W under the illumination of white light.After the differential photocurrents passing through the fully diffe rential amplifier,they can be converted into voltage signals, and the total photoresponse amplitude of the fully differential detector also ca n be twice as much as single ones.The fully differential photodetector based on novel two-dimensional (2D) materials has a strong sensitivity to the visible light.This kind of detector will have a wide a pplication prospect in the field of visible light detection and imaging.
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