石墨烯（Graphene）做為自然界最薄的材料，自從2004年被K.S.Novoselov和A.K.Geim發(fā)現以來，得到了前所未有的關注，兩人并因此獲得了2010年的諾貝爾物理學獎。石墨烯是由單層碳原子密堆成二維蜂窩狀晶格結構的一種新型碳材料，具有極高的載流子遷移率，超高的電子運動速度,良好的透光率等優(yōu)點；遠優(yōu)于目前常用的材料，使得石墨烯在高速光電探測等領域展示出巨大的應用價值。由石墨烯與硅組成的新型光電探測器,具有探測波段廣、響應度高、響應速度快、與硅工藝兼容和價格低廉等眾多優(yōu)勢，是極具潛力的光電探測器。然而在石墨烯等的應用中，如何改善器件的接觸電阻、改進材料的結構以提高器件工作性能，成為研究的一個重要方向，也是石墨烯電子器件能否得到實際應用的關鍵。

　　石墨烯等二維材料在未來微納電子器件的應用中，與傳統(tǒng)三維材料的接觸不可避免。這種情況下，大的接觸電阻往往會制約器件的性能。特別是在用金屬做電極時，大的接觸電阻使得材料本身優(yōu)越的高頻電學特性不能被充分發(fā)揮。為解決這一問題，浙江大學徐楊老師的研究小組，在浙大信電學院李爾平、尹文言、楊建義、駱季奎、程志淵等多位教授的指導下，選擇關注于二維/三維材料體系中的接觸這一難題，通過研究金屬、石墨烯、二維半導體及傳統(tǒng)半導體之間的接觸電阻，分析其物理機制及改進方法，為提升基于石墨烯等二維材料的電子器件性能提供了思路。該成果最近發(fā)表在期刊ACSNano(IF=13.3)。

　　將零維的量子點與二維的石墨烯結合起來，二者之間的電荷轉移可以調節(jié)石墨烯的功函，同時量子點薄層也可以起到減少光學反射的作用。利用這一思路，該研究團隊與浙大硅材料國家重點實驗室合作，在皮孝東和楊德仁教授的指導下，實現了超高響應度、超快響應時間的量子點/石墨烯/硅光電探測器。量子點通過旋涂的方式覆蓋到石墨烯/硅肖特基結的表面，工藝簡單可控，光電流和時間響應測試表明，該探測器的多項性能達到文獻報道同類型器件的優(yōu)異水平。值得指出的是，基于量子點與石墨烯耦合的硅基光電二極管的穩(wěn)定性優(yōu)異、器件工藝重復性好。目前的研究結果對石墨烯/硅高性能光電探測器的發(fā)展具有推進作用。此項工作在解決器件高速測試難題過程中，還得到了陳紅勝、章獻民等老師及其團隊成員的特別幫助。研究結果最近發(fā)表在期刊AdvancedMaterials(IF=18.9)。

　　對于石墨烯等二維材料，單一的結構不足以滿足更廣泛領域的應用需求，通過可控制的組裝技術將之組裝成更復雜的層狀材料可以解決這一不足。該研究團隊在浙大高超教授和UCLA段襄鋒教授的指導下，并和浙大柔性電子聯盟的陳偉球、謝濤、駱季奎、宋吉舟、董殊榮等教授深入的探討與啟發(fā)下，比較研究了從二維材料中得到三維復雜結構的合成方法、材料性能及其在傳感、柔性電子器件等方面的應用。研究成果已發(fā)表在期刊ChemicalSocietyReviews（IF=34.1）,并被編輯選為期刊封面推薦給讀者。

　　此項學科的交叉研究在開展過程中還得到了俞濱、仇旻、彭笑剛等教授與其團隊的研究生們在器件結構電容與電阻優(yōu)化設計、高質量石墨烯/硅肖特基結工藝流片、量子點合成與表征、高分辨電子顯微鏡（HRTEM、SEM）表征、FTIR、Raman表征、皮秒激光脈沖光路搭建、GHz高速光電測試與斬波器調制、光電探測器件陣列芯片封裝、外圍濾波與低噪聲跨阻放大電路與測試等方面的指導與建議，該課題也得到浙江省杰出青年自然科學基金（項目資助號：LR12F04001）和國家基金（61274123和61474099）的資助。