石墨烯因其具有独特的能带结构、超高的载流子迁移率以及从紫外到近红外的宽光谱响应,在光电探测器领域具有巨大的应用潜力。SiC外延生长石墨烯作为工业化生产晶圆级石墨烯的重要方法,具有与传统Si工艺兼容度高、无需转移、延续了石墨烯的很多优良性质,且拉开石墨烯本征导带和价带形成大约0.26e V的带隙等优势。近年来,以石墨烯为基础的范德瓦尔斯异质结的发展,为低维材料的探索提供了新的方向。有机半导体由于柔性、易加工、可调控等优势在薄膜晶体管领域已经有所应用,将石墨烯与有机半导体通过范德瓦尔斯作用构成异质结是近年来新兴的研究方向,并为石墨烯基光电探测器的开发提供了更多可能。然而在目前报道的石墨烯与有机半导体构成的异质结体系中,由于制备方法的限制,采用的都是机械剥离的石墨烯转移到绝缘衬底上,再将二维有机材料并五苯或PTCDA沉积上去,对SiC外延石墨烯上有机材料的生长鲜有报道。基于以上分析,本实验展开了对SiC基石墨烯及有机薄膜的生长与光电性能的研究,利用苝四甲酸二酐(PTCDA)粉末做源材料,用SiC外延石墨烯(EG)做衬底生长PTCDA薄膜并进行表征分析,制备器件进行光电性能测试分析。具体内容如下:1、介绍了石墨烯及其异质结的理论基础和研究发展现状,分析生长新型SiC/EG/PTCDA异质结的理论支撑。2、阐述了SiC热分解石墨烯和EG上范德华外延PTCDA的工艺流程,得到大面积连续的呈长度20微米、宽度2微米轮廓的多层石墨烯薄膜和10nm厚的有机薄膜。对生长后的材料进行多种手段的表征,发现由于PTCDA的沉积增强了异质体系的荧光性质;控制温度可以诱导PTCDA薄膜的物相成分和晶粒度;PTCDA的沉积使石墨烯的功函数增加了约0.18e V。3、设计并制备了SiC/EG和SiC/EG/PTCDA两种结构MSM横向光电探测器,测出SiC/EG/PTCDA器件的暗电流相比SiC/EG从8.8m A降低为6.2m A,验证了UPS测试结果。分别在405nm可见光和365nm紫外光照射下对不同沟道长度的器件进行光响应测试,得到SiC/EG器件和SiC/EG/PTCDA器件在60m W光功率、10um沟道长度、1.5V偏置电压下对405nm可见光的响应度分别为12.5m A/W、1.8 m A/W,对365nm紫外激光的响应度分别为8.6m A/W、12.3 m A/W,分析器件的光电导效应和PTCDA对光响应过程的影响。为了减小紫外激光辐射热效应,改变光源获得了不低于28.7 m A/W的响应度。