成果介绍

基于2D材料的p-n结可以使用选择性掺杂技术来实现，而这种方法受到复杂制造工艺的挑战。

有鉴于此，近日，电子科技大学巫江教授，任翱博博士和沈凯博士（共同通讯作者）团队通过在p型超薄WSe₂纳米片上简单地转移n型多层α-In₂Se₃（直接带隙），展示了一种简单的范德华（vdWs）结构p-n异质结。具有改进II型能带排列的vdWs堆叠光电探测器不仅实现了从可见光到近红外（405-905 nm）的宽带光谱响应，而且还具有类似二极管的行为。高分辨扫描光电流成像进一步证实了这种行为。因此，制造的器件在520 nm激光照射下表现出较短的响应时间(<120 µs)和1.84 A W^-1的高响应率。因此，本文展示了基于WSe₂/α-In₂Se₃ p-n异质结光电探测器的水下光通信系统，有望用于下一代高性能和低功率探测应用。

图文导读 

图1. （a）In₂Se₃/WSe₂异质结光电探测器示意图。（b）拉曼光谱。（c）n型In₂Se₃和p型WSe₂的能级。（d）异质结的能带图。

图2. （a）异质结光电探测器在V_DS=-1 V时测量的转移曲线。（b）V_G从-20到0 V的输出曲线。（c）在V_G=-20 V时不同波长(405-905 nm)下的I-V曲线。（d）不同光强度520 nm下的光响应。（e）开关行为。（f）相应的归一化瞬态光电流响应。

图3. （a）在-1 V施加偏置下，随时间变化的光响应与光强度(λ=520 nm)的关系。（b）不同光强度下测量的光电流和响应率。（c）相应的EQE和比探测率。（d）在10 Hz调制频率下的瞬态光响应。（e）归一化的响应与频率的关系。（f）在各种波长(405-905 nm)下测量的比探测率和响应率。

图4. （a&b）光电探测器在黑暗和520 nm光照下的噪声光谱密度。（c）器件在不同光强度下的噪声谱密度。（d）器件1/f噪声(α)的光谱特性指标。

图5. （a）异质结的光学图像。（b&c）在-1.0 V和0 V偏置电压下对应的光电流成像。（d-f）器件在0.3、0.05和0.01 mW光功率下的光电流成像。（g-i）基于In₂Se₃/WSe₂异质结，In₂Se₃和WSe₂的器件的光电流成像。

图6. （a）UOC系统示意图。（b）UOC系统的原理。（c&d）信号写入和读取过程。

文献信息

Broadband Visible-Near Infrared Two-Dimensional WSe₂/In₂Se₃ Photodetector for Underwater Optical Communications

(Adv. Optical Mater., 2022, DOI:10.1002/adom.202200143)

文献链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202200143

上海昂维科技有限公司现提供二维材料单晶和薄膜等耗材，器件和光刻掩膜版定制等微纳加工服务，以及各种测试分析，欢迎各位老师和同学咨询，竭诚做好每一份服务。

高质量h-BN单晶