Voltage-Tunable Graphene-InP Schottky Photodetector with Enhanced Responsivity using Plasmonic Waveguide Integration

响应度 材料科学 光电探测器 石墨烯 光电子学 等离子体子 波导管 肖特基二极管 肖特基势垒 电压 纳米技术 物理 量子力学 二极管
作者
Arash Vaghef-Koodehi,Mahmoud Nikoufard,Ali Rostami-Khomami
出处
期刊:Physica Scripta [IOP Publishing]
卷期号:99 (5): 055012-055012 被引量:2
标识
DOI:10.1088/1402-4896/ad35f5
摘要

Abstract In this work, we propose and theoretically investigate a novel side-illuminated graphene Schottky photodetector (SIGS-PD) integrated on an InP waveguide platform suitable for the telecommunication wavelength of 1.55 μ m. Bilayer graphene is positioned to absorb the transverse magnetic (TM) mode, with an InP substrate forming a Schottky junction to enable electrical connectivity and carrier separation. Through electrostatic gating, the graphene Fermi level is actively tuned to reach an epsilon-near-zero condition of 0.51 eV, transitioning the optical properties from dielectric to metallic. This supports reconfigurable plasmonic modes confined within the subwavelength graphene layer, interacting strongly with the TM optical mode. Responsivity of TM mode is enhanced 10 × TE mode reaching 1.24 A W −1 at the epsilon-near-zero point for the wavelength of 1.55 μ m due to discontinuity and localization of the perpendicular electric field. The maximum responsivity is achieved at reverse bias of 4.5 V for device lengths under 4 μ m. Dark current is suppressed to 10 −15 A by the rectifying Schottky junction. An internal specific detectivity of 9.6 × 10 12 Jones is predicted along with >25 GHz bandwidth, exploiting combined benefits of plasmonic enhancement and electrical transport control in the hybrid graphene-InP platform. The voltage-tunability of the graphene optical properties provides a pathway to dynamically optimize device performance. This work demonstrates a route towards high-responsivity and high-speed graphene photodetectors seamlessly integrated with photonic integrated circuits.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
淅淅沥沥完成签到,获得积分10
刚刚
科研通AI2S应助普外科老白采纳,获得10
刚刚
不安的蜗牛完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
zhang完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI6应助wikkk采纳,获得10
2秒前
2秒前
眼睛大羽毛完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
舒心抽屉发布了新的文献求助10
6秒前
Ava应助听风遇见采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
9秒前
Ginger完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
标致的问晴完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
jiningrui给jiningrui的求助进行了留言
10秒前
大个应助Sunyuu采纳,获得10
10秒前
12秒前
chenxuuu完成签到,获得积分10
13秒前
夏晴完成签到,获得积分10
13秒前
Miya完成签到 ,获得积分20
15秒前
15秒前
nofap完成签到,获得积分10
16秒前
欣慰碧琴完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
18秒前
21秒前
bkagyin应助夏晴采纳,获得10
22秒前
布丁完成签到 ,获得积分10
22秒前
吃了就会胖完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
上官若男应助强壮的美女采纳,获得10
24秒前
feezy发布了新的文献求助10
24秒前
可乐不加冰完成签到,获得积分10
25秒前
Gao完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Fermented Coffee Market 2000
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 340
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5259101
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4420900
关于积分的说明 13761392
捐赠科研通 4294658
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2356512
邀请新用户注册赠送积分活动 1352924
关于科研通互助平台的介绍 1313807