基于硫化镉-黑磷范德华异质结的超高响应光电二极管

科技工作者之家 2020-06-30

来源:中国科学材料

近年来二维材料因其超薄的厚度及新颖的电、光及光电特性受到了广泛关注。此外,二维材料表面无悬挂键,这使得其可以直接通过范德华力相互结合形成范德华异质结,为构建具有优异性能的新型器件提供了新的机遇。近日,湖南大学潘安练教授和李东教授等人在Science China Materials上发表研究论文,采用范德华集成方法将n型硫化镉和p型黑磷垂直堆垛起来构筑了p-n结二极管。

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图1 CdS/BP p-n异质结的结构示意图(a)和光学图片(b)。(c)黑磷(BP)的Raman光谱。(d) CdS纳米带(NB)光致发光谱。(e) CdS和BP的AFM图像。(f) (e)中标注的位置所对应的高度。

输运特性测试表明,该p-n结器件表现出高的整流比(8×103)和低的理想因子(1.5)。同时,在光照下器件表现出超高的光响应度和比探测率,分别可达9.2×105 A W−1和3.2×1013 Jones,与目前所报道的二维异质结光电探测的最高水平相当。

当器件工作于自驱动探测模式时,仍表现出极好的光探测性能,光响应度和响应速度分别可达0.27 A W−1和~10 ms。

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图2 CdS/BP p-n异质结的光电性能。

所制备的硫化镉/黑磷异质结器件将会在新一代纳米电子、光电子器件中扮演重要角色。

该研究成果最近发表于Science China Materials, 202010.1007/s40843-020-1356-3

来源:SciChinaMater 中国科学材料

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