セラアルバを用いた超クリーングラフェン転写法による高性能PbI紫外光検出器の実現

Cera alba-assisted ultraclean graphene transfer for high-performance PbI UV photodetectors.

• Han Xiao
• Tao Liang
• Xuewei Zhang
• Pei Zhao
• Xiaodong Pi
• Quan Xie
• Mingsheng Xu

抄録

グラフェン転写プロセスで導入される大きなポリマー残渣は、化学気相成長(CVD)法で成長したグラフェンを次世代の電子・光電子デバイスに組み込む際の大きな障害となっています。ここでは、ハニカム由来の天然で環境に優しい材料であるセラアルバを、超クリーングラフェン転写の支持層として使用しています。転写されたグラフェンは、表面の高さ変動が5nm以内と低い表面粗さを持ち、ポリメチルメタクリレート（PMMA）を転写したグラフェンの平均シート抵抗はわずか80.08%であった。さらに、このグラフェンをPbIベースの紫外光検出器の電極として用いることで、応答性を135%向上させることができました。今回報告されたセラアルバアシスト転写法は、クリーンでダメージフリーなグラフェン転写を実現することができ、大面積薄膜電子デバイスや光電子デバイスへのCVD成長二次元（2D）材料の応用を促進することができます。

Large polymer residues introduced by the graphene transfer process is still a major obstacle limiting the integration of chemical vapor deposition (CVD)-grown graphene into next-generation electronic and photoelectronic devices. Here we use cera alba, a natural and environmental-friendly material that derives from honeycomb, as the supporting layer for ultraclean graphene transfer. The transferred graphene has a low surface roughness with a surface height fluctuation within 5 nm and an only 80.08% average sheet resistance of the polymethyl methacrylate (PMMA)-transferred graphene. Further, the ultraclean graphene is used as electrodes for the PbI-based UV photodetector and enables a 135% improvement on responsivity. The cera alba assisted transfer method reported here could achieve clean and damage-free graphene transfer, promoting the application of CVD-grown two-dimensional (2D) materials in large-area thin-film electronic and optoelectronic devices.