多层结构下石墨烯的可见性研究

石墨烯-氮化硅光电器件在光电集成方面具良好的性能,但在氮化硅上转移石墨烯的可见度通常不佳,导致难以判断转移石墨烯的效果,因此研究石墨烯在氮化硅上的可见性具有重要意义。基于菲涅耳公式,推导出石墨烯在多层结构下的光学反射率和对比度理论计算公式,使用MATLAB仿真并分析石墨烯/氮化硅/二氧化硅/硅多层结构下不同二氧化硅厚度对光学对比度的影响。仿真结果表明,在特定的二氧化硅层厚度下,石墨烯的光学对比度能显著增加,从而使石墨烯在显微镜下清晰可见,能更好地判断石墨烯的转移效果,当二氧化硅厚度为2547 nm时,使用500 nm的青绿色光源作为背景光,石墨烯与周围介质的对比度能够超过0.3。最后对二氧化硅厚度为2330 nm和2690 nm的石墨烯/氮化硅/二氧化硅/硅多层结构的样品进行对比度实验,实验结果与理论预测有一定差异,分析表明主要原因为材料沉积厚度和光源波长存在偏差,这对后续改进器件制作工艺以及完善测试方式具有指导意义。