[发明专利]基于石墨烯碳纳米管复合吸收层的红外光探测晶体管

权利要求书

1.一种基于石墨烯碳纳米管复合吸收层的红外光探测晶体管，其中，该晶体管包括自下而上依次设置的栅极金属层、衬底、栅极介质层、石墨烯/碳纳米管复合吸收层；

所述石墨烯/碳纳米管复合吸收层由至少一层石墨烯层和至少一层碳纳米管层组成，并且，至少一层石墨烯层与所述栅极介质层接触，所述石墨烯层的两端分别设有源极、漏极，所述石墨烯/碳纳米管复合吸收层中的碳纳米管层设于所述源极、漏极之间，且所述碳纳米管层不与所述源极、漏极接触。

2.根据权利要求1所述的红外光探测晶体管，其中，所述碳纳米管层中的碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管、金属性碳纳米管、半导体性碳纳米管中的一种或几种的组合；优选地，所述碳纳米管层的厚度为1-20nm。

3.根据权利要求1或2所述的红外光探测晶体管，其中，所述源极与所述漏极分别包括至少两层金属，并且，其最下层金属与所述石墨烯层接触；优选地，所述源极与所述漏极的最下层金属不同；更优选地，所述源极和所述漏极的厚度分别为20-100nm，单层金属层的厚度至少为3nm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的红外光探测晶体管，其中，所述石墨烯层中的石墨烯为单层石墨烯、双层石墨烯或少层石墨烯；优选地，所述少层石墨烯的层数小于或等于10层。

5.根据权利要求1-4任一项所述的红外光探测晶体管，其中，所述栅极金属层包括至少一层金属层；优选地，所述栅极金属层的总厚度在20-100nm，单层金属层的厚度至少为3nm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的红外光探测晶体管，其中，所述栅极金属层的材料包括铝、金、钛、钯、镍和铬中的一种或几种的组合，所述源极和所述漏极的金属分别包括铝、金、钛、钯、镍和铬中的一种或几种的组合；

所述衬底的材料为半导体材料；优选地，所述半导体材料包括硅、氮化镓、氧化锌、碳化硅中的一种或几种的组合；

所述栅极介电层的材料为透光率高的介电材料；优选地，所述透光率高的介电材料包括氧化镓、氧化硅、三氧化二铝和氮化硅中的一种或几种的组合。

7.一种红外光探测器，其中，该红外光探测器包括权利要求1-6任一项所述的基于石墨烯/碳纳米管复合吸收层的红外光探测晶体管；

优选地，所述栅极金属层的下表面、所述源极的上表面、所述漏极的上表面分别设置有引出电极，所述引出电极通过电流测量器相互连接。

8.权利要求1-6任一项所述的基于石墨烯/碳纳米管复合吸收层的红外光探测晶体管在光谱检测分析设备或图像显示传感设备中的应用。

9.一种光谱检测分析设备，其中，该光谱检测分析设备包括阵列分布的多个权利要求1-6任一项所述的基于石墨烯/碳纳米管复合吸收层的红外光探测晶体管。

10.一种图像显示传感设备，其中，该图像显示传感设备包括阵列分布的多个权利要求1-6任一项所述的基于石墨烯/碳纳米管复合吸收层的红外光探测晶体管。