全溶液製程大面積石墨烯光感測器

石墨烯被認為是下一世代光電元件之中非常有潛力的材料，因為它擁有非常獨特的電學及光學性質，例如其擁有非常高的電子遷移率、高導熱係數、高可撓性、高透光率以及在可見光波段到近紅外光波段的寬廣吸收頻譜。但傳統上之光電元件等裝置皆是使用昂貴的矽基板、繁複光蝕刻製程或電子束技術、高額的金額以及時間成本，因此造成其量產上的困境。　　在本論文中，我們使用了全溶液製程法來製作石墨烯光電感測器元件，首先我們裁切出適合大小的基板，經過基本的洗淨將基板表面油脂以及有機物質的污染去除乾淨，透過溶液表面改質增加其親水性，接著使用石墨烯懸浮液旋塗於基板上，再同樣使用旋塗塗佈奈米銀線製作電極，製程方法並非一般傳統方法中使用光蝕刻或是電子束技術，全溶液製程方法可簡化製程，並大幅降低製作成本，實現大面積半透明的石墨烯光電感測元件，。　　本論文將使用各項儀器檢測所製作之石墨烯元件之特性，首先我們使用拉曼光譜儀檢測元件之石墨烯層狀況，分析結果樣品上確實有著石墨烯，並得知樣品為數層石墨烯結構；使用AFM觀察元件之石墨烯層表面狀態，得知其表面石墨烯堆疊狀況並計算其厚度；使用IV量測儀器以及太陽光模擬器測量元件之工作狀況，發現元件有著分明的光暗電流，會隨著光強度增加而提升光電流量質，以及清楚的時間響應反應。結果上我們確實的使用低成本的溶液製程製作出一個擁有實際工作特性、可以於一般環境下工作的半透明光感測器元件，高透光的半透明光感測器在未來可整合於各項產品之中，例如運用於智慧窗或是螢幕上，全溶液製程日後也可用運用於其他石墨烯光電元件，降低其成本。

關鍵字

石墨烯；光感測器

並列摘要

Graphene is considered to be a promising candidate for next-generation optoelectronic devices due to its unique electrical and optical properties, such as high transparency and broadband absorbance in the visible to near-infrared spectral regime. Therefore, there have been attracted much attention on the studies of the photo-response of graphene-metal interface and development of graphene-based photo-detectors. However, these devices are usually fabricated by expensive lithography or e-beam processes. In the work, a practical method to fabricate graphene photo-detectors by ease and low-cost solution process is reported which offer an opportunities for large-area devices.

並列關鍵字

Graphene ； photodetectors ； solution process

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