ACS Appl. Mater. Interfaces：具有超高整流比和可切换光电流生成的范德华肖特基结光电探测器

原创 低维 昂维 低维 昂维 2024年6月17日 11:10 

成果介绍

金属-半导体结在电子和光电子器件的发展中起着重要的作用。基于2D材料的肖特基结光电探测器具有快速响应速度和大信噪比的自供电光电探测前景。然而，由于界面态引起的费米能级钉扎效应，通常存在不可控的肖特基势垒。

有鉴于此，近日，东华大学吴静远讲师和东南大学张彤教授（共同通讯作者）等利用2D半金属和半导体之间的高质量界面，实现了具有接近理想费米能级去钉扎的全2D肖特基结。本文进一步展示了基于多层石墨烯/MoS₂/PtSe₂的非对称二极管，其电流整流比超过10⁵，理想因子为1.2。扫描光电流成像表明，在不同漏极偏置下，异质结中的光电流产生机制从光伏效应切换到光浮栅效应，表明在单个器件中实现了能量转换和光传感。在光伏模式下，探测器在405 nm激光照射下自供电，响应时间小于100 μs。在光浮栅模式下，光电探测器由于具有高光增益而具有高达460 A/W的高响应率。最后，将光电探测器用于单像素成像，展示了其高对比度的光电探测能力。这项工作为基于2D肖特基结的高性能自供电光电探测器的发展提供了见解。

图文导读    

图1. MLG/MoS₂/PtSe₂ vdW异质结的设计与表征。

图2. vdW异质结器件的电学表征和能带结构。    

图3. vdW异质结器件中可切换光电流生成机制。

图4. vdW异质结器件的光电探测性能。

图5. 光电探测器的时间光响应特性。

图6. 光探测性能比较及单像素成像演示。    

文献信息

Van der Waals Schottky Junction Photodetector with Ultrahigh Rectifying Ratio and Switchable Photocurrent Generation

（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2024, DOI:10.1021/acsami.4c04023）

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c04023  

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