High-responsivity mid-infrared graphene detectors with antenna-enhanced photocarrier generation and collection

Nano Letters

Volumn 14, Issue 7, 2014, Pages 3749-3754

  Yao, Yu ^a   Shankar, Raji ^a   Rauter, Patrick ^a   Song, Yi ^b   Kong, Jing ^b   Loncar, Marko ^a   Capasso, Federico ^a  

^a HARVARD UNIVERSITY   (United States)

^b Department of Electrical Engineering and Computer Science   (United States)

Author keywords

Graphene; high speed; mid infrared; optical antennas; photodetectors

Indexed keywords

ABSORPTION SPECTROSCOPY; DETECTORS; ELECTRIC FIELDS; GRAPHENE; INFRARED DEVICES; LIGHT ABSORPTION; PHOTOCONDUCTIVITY; PHOTODETECTORS; PHOTOELECTRICITY;

HIGH SPEED; MID INFRARED (MID IR); MIDINFRARED; OPTICAL ANTENNAS; PHOTOCARRIER GENERATION; PHOTOCARRIER LIFETIMES; PHOTOCONDUCTIVE MATERIALS; ULTRA-HIGH ELECTRIC FIELDS;

ANTENNAS;

EID: 84903976369     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl500602n     Document Type: Article

References (33)

1. Mak, K. F.; Ju, L.; Wang, F.; Heinz, T. F. Solid State Commun. 2012, 152, 1341-1349
2. Xia, F. N.; Mueller, T.; Lin, Y. M.; Valdes-Garcia, A.; Avouris, P. Nat. Nanotechnol 2009, 4, 839-843
3. Mueller, T.; Xia, F. N. A.; Avouris, P. Nat. Photonics 2010, 4, 297-301
4. Urich, A.; Unterrainer, K.; Mueller, T. Nano Lett. 2011, 11, 2804-2808
5. Winnerl, S.; Orlita, M.; Plochocka, P.; Kossacki, P.; Potemski, M.; Winzer, T.; Malic, E.; Knorr, A.; Sprinkle, M.; Berger, C.; de Heer, W. A.; Schneider, H.; Helm, M. Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 237401
6. Dawlaty, J. M.; Shivaraman, S.; Chandrashekhar, M.; Rana, F.; Spencer, M. G. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 042116-042116-3
7. Fang, Z. Y.; Liu, Z.; Wang, Y. M.; Ajayan, P. M.; Nordlander, P.; Halas, N. J. Nano Lett. 2012, 12, 3808-3813
8. Furchi, M.; Urich, A.; Pospischil, A.; Lilley, G.; Unterrainer, K.; Detz, H.; Klang, P.; Andrews, A. M.; Schrenk, W.; Strasser, G.; Mueller, T. Nano Lett. 2012, 12, 2773-2777
9. Gan, X. T.; Shiue, R. J.; Gao, Y. D.; Meric, I.; Heinz, T. F.; Shepard, K.; Hone, J.; Assefa, S.; Englund, D. Nat. Photonics 2013, 7, 883-887
10. Pospischil, A.; Humer, M.; Furchi, M. M.; Bachmann, D.; Guider, R.; Fromherz, T.; Mueller, T. Nat. Photonics 2013, 7, 892-896
11. Wang, X. M.; Cheng, Z. Z.; Xu, K.; Tsang, H. K.; Xu, J. B. Nat. Photonics 2013, 7, 888-891
12. Freitag, M.; Low, T.; Zhu, W.; Yan, H.; Xia, F.; Avouris, P. Nat. Commun. 2013, 4, 1951
13. Winzer, T.; Knorr, A.; Malic, E. Nano Lett. 2010, 10, 4839-4843
14. Brida, D.; Tomadin, A.; Manzoni, C.; Kim, Y. J.; Lombardo, A.; Milana, S.; Nair, R. R.; Novoselov, K. S.; Ferrari, A. C.; Cerullo, G.; Polini, M. Nat. Commun. 2013, 4, 1987
15. Tielrooij, K. J.; Song, J. C. W.; Jensen, S. A.; Centeno, A.; Pesquera, A.; Elorza, A. Z.; Bonn, M.; Levitov, L. S.; Koppens, F. H. L. Nat. Phys. 2013, 9, 248-252
16. Konstantatos, G.; Badioli, M.; Gaudreau, L.; Osmond, J.; Bernechea, M.; de Arquer, F. P. G.; Gatti, F.; Koppens, F. H. L. Nat. Nanotechnol 2012, 7, 363-368
17. Zhang, B. Y.; Liu, T.; Meng, B.; Li, X.; Liang, G.; Hu, X.; Wang, Q. J. Nat. Commun. 2013, 4, 1811
18. Liu, C.-H.; Chang, Y.-C.; Norris, T. B.; Zhong, Z. Nat. Nano 2014, 9, 273-278
19. Tittel, F. K.; Richter, D.; Fried, A. Top Appl. Phys. 2003, 89, 445-510
20. Guo, B. J.; Wang, Y.; Peng, C.; Zhang, H. L.; Luo, G. P.; Le, H. Q.; Gmachl, C.; Sivco, D. L.; Peabody, M. L.; Cho, A. Y. Opt Express 2004, 12, 208-219
21. Young, C.; Kim, S. S.; Luzinova, Y.; Weida, M.; Arnone, D.; Takeuchi, E.; Day, T.; Mizaikoff, B. Sens. Actuators, B 2009, 140, 24-28
22. Seddon, A. B. Phys. Status Solidi B 2013, 250, 1020-1027
23. Yao, Y.; Kats, M. A.; Genevet, P.; Yu, N. F.; Song, Y.; Kong, J.; Capasso, F. Nano Lett. 2013, 13, 1257-1264
24. Huang, B. C.; Zhang, M.; Wang, Y. J.; Woo, J. Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 032107.
25. Krishnamoorthy, A. V.; Miller, D. A. B. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 1996, 2, 55-76
26. Wang, F.; Zhang, Y.; Tian, C.; Girit, C.; Zettl, A.; Crommie, M.; Shen, Y. R. Science 2008, 320, 206-9
27. Kato, K.; Hata, S.; Kawano, K.; Kozen, A. IEICE Trans. Electron. 1993, E76, 214-221
28. Falkovsky, L. A. J. Phys.: Conf. Ser. 2008, 129, 012004
29. Meric, I.; Han, M. Y.; Young, A. F.; Ozyilmaz, B.; Kim, P.; Shepard, K. L. Nat. Nanotechnol 2008, 3, 654-659
30. Adam, S.; Hwang, E. H.; Galitski, V. M.; Das Sarma, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 18392-18397
31. Huard, B.; Stander, N.; Sulpizio, J. A.; Goldhaber-Gordon, D. Phys. Rev. B 2008, 78, 121401(R)
32. Xia, F. N.; Perebeinos, V.; Lin, Y. M.; Wu, Y. Q.; Avouris, P. Nat. Nanotechnol 2011, 6, 179-184
33. Liu, W. J.; Yu, H. Y.; Xu, S. H.; Zhang, Q.; Zou, X.; Wang, J. L.; Pey, K. L.; Wei, J.; Zhu, H. L.; Li, M. F. IEEE Electron Device Lett. 2011, 32, 128-130