原位化学氧化构建高性能MoS2-MoO3面内同质异质结光敏晶体管(英文)

作者：毕开西; 万强; 舒志文; 邵功磊; 靳媛媛; 朱梦剑; 林均; 刘华伟; 刘怀志; 陈艺勤; 刘松^*; 段辉高^*

来源：Science China-Materials, 2020, 63(06): 1076-1084.

由组成相同的材料构建具有清晰边界的平面内p-n异质结是二维晶体管研究面临的主要挑战之一,在下一代集成电路和光电器件领域具有重要的潜在应用.因此有必要开发一种可实现p-n界面的简便、可控的操作方法.硫化钼(MoS2)作为一种具有原子层厚度的n型半导体材料已经在电子学和光电子学领域展现出巨大的应用前景.在本研究中,我们通过KI/I2溶液化学氧化诱导方法实现了从n型MoS2到p型MoO3的原位转化,进而形成了横向面内p-n异质结.MoS2/MoO3 p-n异质结显示出高效的光响应和整流特征,0 V、～3.6 mA W-1条件下最大外部量子产率达到～650%,同时光开关比达到～102.构筑的p-n异质结的高性能也被光电流面扫描所证实.由于器件在低源漏电压(VDS)和栅压(VG)条件下具有高的光响应性能,MoS2/MoO3 p-n二极管在光电器件及集成电路中的应用具有低功耗的特点.本研究为局部进行载流子种类转变提供了可能的途径,并将MoS2进一步应用于电子学、光电子学及CMOS逻辑电路领域.

• 单位
  汽车车身先进设计制造国家重点实验室; 化学生物传感与计量学国家重点实验室