原位集成光浮栅的多层SnS2/少层MoS2异质结用于高性能光电探测器与光学成像(英文)

作者：易华鑫; 杨海林; 马楚荣^*; 马宇航; 叶俏珏; 陆健婷; 王婉; 郑照强; 邓泽祥^*; 邹逸超; 姚健东^*; 杨国伟

来源：Science China-Materials, 2023, 66(05): 1879-1890.

自单层MoS2光电晶体管问世以来,二维层状材料一直被认为是实现下一代新型光电器件与系统的最引人瞩目的候选材料之一.然而,大多数报道的二维层状材料光电探测器都存在一定的缺点,如响应率低、暗电流大、比探测率低、开关比低、响应速率慢等.在本研究中,通过堆叠由大气压化学气相沉积技术所生长的MoS2和SnS2纳米片,制备出了多层SnS2/少层MoS2范德华异质结.相应的SnS2/MoS2异质结光电探测器展示出了具有竞争力的综合性能:大开关比(171)、高响应率(28.3 A W-1),以及出色的比探测率(1.2×1013 Jones).此外,该器件还实现了响应/恢复时间低至1.38 ms/600μs的超快响应速率.其优异的性能与SnS2/MoS2异质结的Ⅱ型能带排列以及原位形成的无缝光浮栅的协同作用相关,这有助于分离光激发的电子-空穴对,并延长非平衡载流子的寿命.得益于出色的光敏性,该SnS2/MoS2器件实现了概念验证的光学成像应用.总体而言,本研究为实现具有优异综合性能的先进光电探测器提供了独特视角.

• 单位
  暨南大学; 中山大学