石墨烯由于其獨特的化學(xué)和物理性質(zhì)，是最有前途的先進電子材料之一。由于石墨烯晶格和光之間產(chǎn)生了相互作用，由此開辟了具有優(yōu)異功能的新型器件的發(fā)展方向。然而，用于傳統(tǒng)硅電子學(xué)的技術(shù)不大可能適用于石墨烯。光刻技術(shù)是半導(dǎo)體生產(chǎn)中的主要工藝，這種技術(shù)使用聚合物和液體，可以極大地改變石墨烯的初始性質(zhì)。新型無掩膜方法在石墨烯技術(shù)中得到了積極迅速的發(fā)展。

由國家電子技術(shù)研究所（俄羅斯）、FuxungsZuncU-JuliCH（德國）和AIMEN技術(shù)中心（西班牙）組成的國際研究團隊，開發(fā)了一種石墨烯改性的方法。作者利用超快激光功能化的單層CVD石墨烯，無掩模制造了微型納米器件。作者認為，飛秒激光在石墨烯上運動的區(qū)域，產(chǎn)生了光化學(xué)反應(yīng)（僅在光下曝光的反應(yīng)），從而導(dǎo)致石墨烯通過氧化基團改性。這些基團極大地改變了石墨烯的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)，提供了功能性器件開發(fā)的新方法，這種方法不使用任何復(fù)雜的基于掩膜的技術(shù)。

作者通過FS激光脈沖在石墨烯場效應(yīng)晶體管中產(chǎn)生了P-P結(jié)。制作的光電探測器在室溫下就可以工作，而且不需要外部冷卻。在改性結(jié)構(gòu)中觀察到100mA/W的最高光響應(yīng)率。

這項研究提供了納米材料完全無掩模方法制備的第一步。在FS激光處理過程中，改變環(huán)境可能導(dǎo)致石墨烯表面的不同官能化。此外，其他的2-D材料，如磷烯，可以提供非常好的光化學(xué)活性，并且可以以相同的方式對它處理。研究表明，通過超快激光處理，在石墨烯表面無掩模構(gòu)圖是可行的，可以制備具有效率高、低噪聲和高線性動態(tài)范圍的全集成光電探測器。

研究人員在美國化學(xué)學(xué)會出版物《ACS光子學(xué)》中進一步討論了他們的技術(shù)。

文章來自phys網(wǎng)站，原文題目為Highphotoresponsivityinmodifieduponmasklessprocessinggraphenedetectors，由材料科技在線匯總整理。