随着机械工程技术的发展,人们对自动控制过程中的精度要求与速度要求越来越高,而光电传感器具备非接触、可靠性高、高精度、反应快和对被测系统运行无影响的特点,这正是现代工业化所需的特点。硅作为一种优秀的半导体材料,是绝大部分异质结型光电传感器的一极材料,而另一极材料通常是二硫化钼、二硫化铼等二维材料,石墨烯作为一种具有优异光学、电学特性的材料也逐渐应用到光电传感器当中。但由于石墨烯的零带隙特点导致漏电流会比较大,光响应率也较低在mA/W量级。且石墨烯的制造成本高,制造工序复杂难以大规模商用化。针对以上研究背景,本研究使用一种方便、快捷、可大面积制备石墨烯纳晶嵌入式碳膜的制备方法——电子回旋共振等离子加工系统,研究此碳膜与硅组成的异质结光电传感器的光电特性。本研究利用电子回旋共振中的封闭式电场电子照射的加工方法,沉积碳原子形成碳膜,在调节电子照射能量时,能改变沉积出碳膜的纳米结构。通过拉曼光谱与透射电子显微镜来表征其纳米结构,发现电子照射能量低时无法形成石墨烯纳晶结构,随着电子照射能量的提高,石墨烯纳晶逐渐在非晶碳原子中形成,并且晶粒层数逐渐变多,面积逐渐变大。对此异质结光电传感器进行光电特研究,发现与P型硅组成的异质结传感器表现出明显的二极管特性,在785 nm波长的光照下光响应度最高可达0.21 A/W;相比于紫外光与可见光,此类光电传感器对近红外光响应度最为强烈;且具有超快的响应速度,能达到260 ns。而石墨烯嵌入式碳膜与N型硅形成的异质结光电传感器不具备明显的二极管特性,且在不施加外加偏压时,光电效应低下,但在施加外加偏压后,光响应度大幅度提高,最高可达0.32 A/W。此类异质结光电传感器也对近红外光的响应度最为强烈,响应速度在微秒级。并且进一步发现一种化学剥离碳膜转移到N型硅表面的方法,此范德华接触的方法能使光电传感器的面积大大减小,达到小于0.2 mm~2,且此类光电传感器对微弱光强具备优异的响应能力,最高可达到22.8 A/W。