Photodetectors Berdasarkan Lateral Monolayer MoS2/WS2 Heterojunctions

Abstrak

Dichalcogenides logam transisi monolayer (TMDs) menunjukkan potensi yang menjanjikan untuk optoelektronik generasi berikutnya karena kemampuan menangkap cahaya dan fotodeteksi yang sangat baik. Fotodetektor, sebagai komponen penting dari sistem penginderaan, pencitraan dan komunikasi, mampu melihat dan mengubah sinyal optik menjadi sinyal listrik. Di sini, MoS monolayer lateral yang luas dan berkualitas tinggi₂ /WS₂ heterojungsi disintesis melalui pendekatan deposisi uap kimia fase cair satu langkah. Pengukuran karakterisasi sistematis telah memverifikasi keseragaman yang baik dan antarmuka yang tajam dari bahan saluran. Hasilnya, fotodetektor yang ditingkatkan oleh efek pemotretan dapat memberikan performa yang kompetitif, termasuk responsivitas ~ 567.6 A/W dan deteksi~ 7.17 × 10¹¹ Jones. Selain itu, noise 1/f yang diperoleh dari spektrum daya saat ini tidak konduktif terhadap perkembangan fotodetektor, yang dianggap berasal dari perangkap/penjebakan pembawa muatan. Oleh karena itu, pekerjaan ini dapat berkontribusi pada perangkat optoelektronik yang efisien berdasarkan heterostruktur TMD monolayer lateral.

Pengantar

Mempertimbangkan pasar chip semikonduktor hampir setengah triliun dolar, material dua dimensi (2D) saat ini merupakan salah satu kandidat yang paling layak dan menjanjikan untuk memperluas hukum Moore [1,2,3,4,5]. Sebagai anggota perwakilan dari keluarga 2D, dichalcogenides logam transisi (TMDs) telah dipelajari secara intensif karena sifat optoelektroniknya yang khas dan aplikasi potensial [6,7,8,9,10,11,12] dalam perangkat pendeteksi foto dan pemancar cahaya. [13, 14]. Khususnya, celah pita yang dapat disetel, mobilitas pembawa yang tinggi, penyerapan optik yang tinggi, dan ketebalan atom yang tipis, menjadikan TMD sebagai bahan saluran yang sesuai untuk fotodetektor, memainkan peran penting dalam perangkat optoelektronik atau elektronik [15, 16]. Meskipun cacat kristal pada TMD yang menimbulkan efek jebakan pembawa dapat menghasilkan fotosensitifitas yang tinggi, mereka dapat menyebabkan kecepatan respons yang lambat [17]. Selain itu, beberapa peneliti mengusulkan peningkatan plasmonik untuk meningkatkan pemanfaatan cahaya terbatas dari bahan 2D [18,19,20]. Menggabungkan keunggulan masing-masing dan menunjukkan transportasi elektronik yang unik di persimpangan, heterostruktur TMD baik jahitan lateral atau susun vertikal disajikan [21]. Heterostruktur tersebut dapat menyesuaikan sifat elektronik intrinsik dan meningkatkan penyerapan optik [22], menunjukkan fitur yang muncul dan dirancang [13, 23]. Misalnya, medan listrik built-in [24] atau perbedaan tingkat energi [25] yang diinduksi oleh heterostruktur TMD harus mempercepat pemisahan photocarrier [26], menekan rekombinasi photocarrier [17, 27] dan arus gelap yang lebih rendah [28] juga, yang bermanfaat untuk mencapai fotodeteksi kinerja tinggi. Selain itu, kelompok Wang [29] telah mensertifikasi rekombinasi lubang elektron (e-h) yang ditekan dalam heterostruktur lateral. Seperti dilaporkan sebelumnya, heterostruktur lateral menunjukkan mobilitas pembawa yang lebih tinggi [30] sedangkan heterostruktur vertikal biasanya meningkatkan area fotoaktif [27] dan/atau meningkatkan penggerak arus per area [31]. Selain itu, antarmuka dalam bidang heterostruktur lateral menunjukkan intensitas emisi yang lebih kuat daripada kedua sisi [14]. Namun, emisi photoluminescence (PL) yang ditekan dapat diamati pada antarmuka hetero vertikal karena pengurangan rekombinasi radiasi langsung [32]. Selain itu, heterostruktur TMD lateral dan vertikal memungkinkan untuk membuat transisi eksitonik baru [14].

Dalam hal kualitas kisi kristal, MoX₂ /WX₂ (X = S, Se atau Te) heterojungsi lateral dapat menyebabkan cacat struktural hampir tidak karena konfigurasi mirip sarang lebah [33, 34] dan parameter kisi [34]. Selain itu, jenis heterojungsi ini dapat membentuk penyelarasan pita tipe-II secara umum, yang diinginkan untuk fotodeteksi efisiensi tinggi [32, 34, 35]. Menurut karya sebelumnya, lateral monolayer MoS₂ /WS₂ heterojunction lebih disukai untuk menunjukkan keselarasan pita tipe-II dengan pita valensi maksimum (VBM) yang terlokalisasi di WS₂ dan minimum pita konduksi (CBM) pada MoS₂ [32, 34]. Misalnya, grup Wu lebih lanjut melaporkan bahwa VBM dan CBM MoS₂ 0,39 eV dan 0,35 eV lebih rendah daripada WS₂ , masing-masing [34]. Selanjutnya, band offset antara MoS₂ dan WS₂ menentukan keselarasan pita dapat diperkirakan melalui posisi orbital-d yang berbeda dari Mo dan W [34]. Heterostruktur vertikal dapat dibuat dengan transfer dan tumpukan mekanis, sedangkan heterostruktur lateral hanya dapat dicapai dengan metode pertumbuhan [14]. Selanjutnya, heterostruktur vertikal, seperti yang dilaporkan sebelumnya, tidak dapat dikontrol secara tepat dan mudah terkontaminasi pada antarmuka antar lapisan [33]. Untungnya, heterostruktur lateral dapat disintesis dengan metode satu langkah untuk mengurangi kontaminasi [28]. Saat ini pertumbuhan heterostruktur TMDs monolayer lateral yang luas dan berkualitas tinggi tetap menjadi tantangan besar [36]. Oleh karena itu, heterojungsi TMD lateral berkualitas tinggi dan area luas sangat penting dan diinginkan untuk pengembangan fotodetektor performa tinggi.

Di sini, MoS monolayer lateral₂ /WS₂ heterojungsi dengan antarmuka yang tajam dan keseragaman yang baik melalui metode CVD fase cair satu langkah disiapkan dan fotodetektor dibuat berdasarkan heterostruktur ini. Fotodetektor yang disajikan dapat memberikan respons dan deteksi tinggi 567,6 A/W dan 7,17 × 10¹¹ Jones, masing-masing. Karya ini menunjukkan MoS monolayer lateral₂ /WS₂ heterojunction dapat berfungsi sebagai kandidat yang memenuhi syarat untuk aplikasi optoelektronik generasi berikutnya.

Metode

Sintesis Heterostruktur

0,05 g natrium tungstat, 0,5 g amonium molibdat dan 0,12 g NaOH (atau KOH) partikel dilarutkan dalam 10 mL air deionisasi (DI) untuk mendapatkan larutan prekursor. Substrat pertumbuhan (safir) diperlakukan dengan larutan piranha untuk meningkatkan hidrofilisitas permukaan, dan kemudian larutan prekursor secara merata spin-coated ke substrat safir bersih. Setelah itu, prekursor berlapis safir dan belerang ditempatkan masing-masing di pusat pemanas dan hulu tabung kuarsa. Pusat pemanas ditingkatkan hingga 700 °C dalam 40 menit dan dipertahankan selama 10 menit untuk meningkatkan MoS₂ -OH bilayer (yaitu MoS₂ monolayer dan satu lapisan OH⁻ ion terikat). Terakhir, gas pembawa diubah dari Ar menjadi Ar/H₂ (5% J₂ ), dan pusat pemanas dipanaskan hingga 780 °C dalam waktu 10 menit dan disimpan selama 10 menit untuk memungkinkan WS₂ untuk tumbuh di sepanjang tepi MoS₂ –OH bilayer, membentuk MoS₂ /WS₂ heterostruktur lateral. Rincian lebih lanjut dari sintesis heterostruktur mengacu pada pekerjaan sebelumnya [30].

Proses Transfer

Kami menggunakan metode yang dibantu polystyrene (PS) untuk mentransfer WS₂ /MoS₂ heterostruktur lateral dari safir ke SiO₂ /Si substrat. Larutan PS (9 g PS dilarutkan dalam 100 mL toluena) pertama kali dilakukan spin-coated pada heterostruktur dengan 3500 rpm selama 60 detik, kemudian sampel dipanggang pada suhu 90 °C selama 10 menit untuk menghilangkan toluena. Setelah itu, WS₂ /MoS₂ –Film PS diperoleh dengan tetesan air, dan WS mengambang₂ /MoS₂ – Film PS kemudian dikeruk dengan SiO bersih₂ /Si substrat. WS₂ /MoS₂ –PS-SiO₂ Sampel /Si dipanggang pada suhu 80 °C selama 1 jam dan kemudian pada suhu 150 °C selama 30 menit untuk menyebarkan polimer guna menghilangkan kemungkinan kerutan. Terakhir, film PS dihilangkan dengan membilasnya dengan toluena beberapa kali untuk mendapatkan WS₂ /MoS₂ -SiO₂ /Si sampel.

Fabrikasi Perangkat

Litografi berkas elektron (electron beam lithography/EBL) standar digunakan untuk menentukan penanda dan pola elektroda pada MoS monolayer lateral yang sedang tumbuh₂ /WS₂ heterojungsi. Elektroda Ti/Au (10 nm/100 nm) diuapkan pada saluran dan diangkat dalam aseton. Perangkat dianil termal pada 400 °C selama 2 jam dalam ruang hampa dan didinginkan dengan cepat hingga mencapai suhu kamar.

Karakterisasi Material

Gambar optik ditangkap dengan mikroskop OLYMPUS (LV100ND). Gambar pemetaan Raman, PL, dan AFM diukur dengan spektrometer confocal Raman-AFM (Witec, alpha300 RA) dengan laser 532 nm.

Karakterisasi Perangkat

Sifat optoelektronik dari fotodetektor diukur dengan stasiun probe SemiProbe dan penganalisis parameter semikonduktor (Keithley 4200) dan Platform Design Automation (PDA, FS-Pro). Laser panjang gelombang yang berbeda sebagai sumber cahaya digunakan untuk mengukur respon foto dari fotodetektor. Kepadatan laser yang berbeda ditentukan dengan irradiatometer.

Hasil dan Diskusi

Gambar 1a menunjukkan gambar optik heterostruktur monolayer lateral yang ditumbuhkan CVD, yang diilustrasikan oleh kontras optik. Spektrum Raman yang sesuai diperoleh dari posisi berbeda yang ditandai 1 dan 2 pada Gambar. 1a mengkonfirmasi konfigurasi MoS bagian dalam₂ (385,5 cm⁻¹ dan 405.3 cm⁻¹ ) dan WS luar₂ (351,5 cm⁻¹ dan 416,5 cm⁻¹ ) pada Gambar. 1b [30]. Kualitas kristal tinggi dari MoS₂ dan WS₂ tersirat karena tidak ada puncak oksidasi yang diamati dalam spektrum Raman yang sesuai [37]. Terutama, puncak eigen MoS₂ dan WS₂ keduanya diamati pada antarmuka yang dijahit yang ditandai 3 pada Gambar 1a, yang menunjukkan dua bentuk bahan pada antarmuka. Selain itu, perbedaan frekuensi antara E_2g mode dan A_1g mode MoS₂ adalah 19,8 cm⁻¹ , menyarankan satu lapisan tunggal [30, 38, 39]. Saat mempertimbangkan WS₂ , rasio intensitas puncak mode akustik longitudinal (2LA) [40] pada 352 cm⁻¹ ke A_1g mode, yaitu I_2LA /I_A1g , lebih akurat untuk memverifikasi ketebalan daripada perbedaan frekuensi [14]. Rasionya diperkirakan ~ 2, sesuai dengan monolayer WS₂ diukur dengan laser 532 nm [14]. Pergeseran merah yang berbeda dari E_2g mode (getaran dalam bidang) dapat diamati, yang dihasilkan dari efek paduan [41] di heterojungsi lateral. Khususnya, perilaku serupa ini juga diamati pada heterojungsi vertikal, yang disebabkan oleh penyaringan dielektrik dan sambungan antarlapisan [42]. Selanjutnya hasil pemetaan Raman pada Gambar 1c dengan region biru MoS₂ dan wilayah merah WS₂ menunjukkan heterostruktur dalam pesawat berkualitas tinggi yang mulus [13, 43]. Gambar 1d, e juga mendemonstrasikan konfigurasi dengan MoS₂ di dalam dan WS₂ luar dengan pemetaan PL, masing-masing [13]. Beberapa poin menunjukkan peningkatan intensitas PL di WS₂ daerah dapat dijelaskan sebagai ketidakhomogenan pembawa yang disebabkan oleh pengotor atau kekosongan [14]. Selain itu, emisi PL yang lebih kuat di antarmuka daripada MoS₂ wilayah dapat ditafsirkan sebagai distribusi pembawa yang tidak homogen atau tingkat rekombinasi pembawa yang diinduksi foto yang lebih tinggi di tepinya [14]. Pemetaan Raman dan PL menunjukkan antarmuka yang tajam dan rapi antara MoS₂ dan WS₂ [14, 44]. Ketebalan dan morfologi permukaan diukur dengan mikroskop gaya atom (AFM) dengan mode trapping. Perhatikan bahwa beberapa batas butir yang menghasilkan hamburan pembawa muatan [45] diamati pada material di dalam tetapi tepi menunjukkan kinerja transportasi listrik yang lebih baik seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1f [14, 46]. Ketebalan WS₂ di luar ~ 0,7 nm (bawah) konsisten dengan WS yang dikembangkan oleh CVD₂ monolayer dilaporkan sebelumnya [47], dan perbedaan ketinggian antara WS₂ dan MoS₂ sekitar 0,25 nm (atas), menyiratkan MoS berlapis tunggal₂ [47]. Secara keseluruhan, hasil karakterisasi material di atas dapat menunjukkan lateral monolayer MoS₂ /WS₂ heterojunction dengan antarmuka yang tajam.

Hasil karakterisasi material dari MoS lateral monolayer yang tumbuh₂ /WS₂ heterostruktur. (a) Gambar optik dari MoS monolayer lateral₂ /WS₂ heterojungsi. (b) Spektrum Raman diperoleh dari situs yang ditandai dengan 1, 2 dan 3 in (a ), masing-masing. Gambar pemetaan Raman (c ), gambar pemetaan PL dari MoS₂ wilayah (d ) dan WS₂ wilayah (e ) dari area berbingkai merah di (a ). Bilah warna palsu yang sesuai disisipkan di bagian bawah (c )–(e ). (f ) Profil tinggi penampang yang sesuai berwarna biru (antara WS₂ dan MoS₂ ) dan putih (antara WS₂ dan substrat) yang ditandai dalam gambar morfologi AFM

Fotodetektor dibuat menggunakan sistem EBL berdasarkan MoS lateral₂ /WS₂ heterojungsi. Gambar 2a menunjukkan diagram skematik (atas) perangkat heterojungsi lateral dan penyelarasan pita tipe-II yang sesuai (bawah). Oleh karena itu, elektron dan hole dipindahkan dan dikurung dalam MoS₂ dan WS₂ wilayah melalui antarmuka, masing-masing, mencapai konversi fotolistrik [13, 21, 24, 48]. Kami menghubungkan ini dengan efek photogating, seperti kasus khusus efek fotokonduktif [49]. Efek photogating dapat bekerja sebagai konduktansi saluran modulasi photogate lokal [50]. Gambar optik perangkat dengan area perangkat efektif ~ 40 m² dijelaskan pada Gambar. 2b dengan elektroda E1 dan E2 sebagai elektroda sumber dan saluran pembuangan. Untuk mengetahui konfigurasi heterojunction, pemetaan Raman gabungan dilakukan (Gbr. 2c), yang menunjukkan material saluran MoS lateral₂ /WS₂ heterojunction antara sumber terukur dan elektroda saluran (E1 dan E2) [28]. Bagian biru, merah dan gelap adalah MoS₂ , WS₂ dan elektroda logam, masing-masing. Gambar 2d menunjukkan kurva karakteristik keluaran semi-logaritmik dari heterojungsi lateral di bawah cahaya tampak dengan masing-masing 405 nm, 520 nm, dan 635 nm. Inset pada Gambar. 2d mengungkapkan I-V linear linier hubungan antara saluran dan elektroda [51,52,53,54,55,56]. Garis linier I –V karakter kondusif untuk mencapai responsivitas tinggi tetapi sensitivitas fotodetektor yang buruk karena arus gelap yang tinggi [57]. Selain itu, Saya _ph (yaitu Saya _ringan – Aku _gelap ) dari fotodetektor meningkat menjadi 12,5 kali sebelum anil termal, yang mungkin dianggap berasal dari penurunan resistansi kontak [46, 58], penghilangan cacat [59] dan peningkatan konduktivitas listrik [60]. Gambar 2e menggambarkan karakteristik pertukaran foto yang dipicu oleh panjang gelombang di atas. Arus transien naik dengan cepat saat lampu menyala dan turun segera setelah lampu mati, menyiratkan bahwa fotodetektor ini dapat berfungsi sebagai sakelar pengaktifan lampu yang cepat [61].

Karakteristik optoelektronik dari fotodetektor. (a) Diagram skema dan penyelarasan pita yang diusulkan dari fotodetektor. Gambar optik (b ) dan pemetaan Raman gabungan yang sesuai (c ) dari fotodetektor. E1 dan E2 mewakili elektroda sumber dan saluran pembuangan dari perangkat yang diukur. Semi-logaritma (d ) dan linier (sisipan (d) ) Aku –V karakteristik dan karakteristik pemotretan (e ) dari fotodetektor

Karakteristik keluaran semi-logaritmik dengan panjang gelombang yang sama tetapi kepadatan daya laser yang bervariasi digambarkan pada Gambar 3a. Seperti yang diharapkan, arus foto diperbesar karena kepadatan daya laser meningkat karena lebih banyak pembawa fotogenerasi terinduksi [62]. Gambar 3b menunjukkan I –V kurva dengan kerapatan daya laser yang sama tetapi panjang gelombang kejadian yang berbeda (yaitu jumlah penyerapan cahaya dan energi eksitasi optik yang berbeda). Meskipun panjang gelombang yang lebih pendek memiliki lebih sedikit foton dibandingkan dengan panjang gelombang yang lebih panjang pada kerapatan daya laser yang sama. Dalam hal ini, arus transien yang diukur meningkat dengan penurunan panjang gelombang iradiasi. Hal ini mungkin disebabkan oleh berkurangnya penyerapan optik pada panjang gelombang yang lebih panjang [63, 64]. Gambar 3c menjelaskan arus transien di bawah iluminasi laser periodik 10 s, yang menunjukkan respons foto yang dapat direproduksi secara stabil [61]. Untuk sebagian besar fotodetektor dimensi rendah yang didominasi oleh efek photogating, kecepatan respons terbatas dan responsivitas tinggi dapat diperoleh karena masa pakai pembawa berlebih yang berkepanjangan [50, 65]. Waktu naik/turun didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan untuk arus foto naik/turun dari 10%/90% dari nilai stabil menjadi 90%/10% [66, 67]. Waktu naik/turun yang relatif lama seharusnya disebabkan oleh rekombinasi pembawa yang lambat, yang berasal dari iluminasi laser yang menggairahkan banyak keadaan cacat [68]. Oleh karena itu, waktu respon termasuk waktu naik dan waktu turun dikorbankan oleh efek photogating karena proses perangkap muatan yang berumur panjang [57]. Beberapa peneliti telah mengusulkan bahwa bahan saluran berkualitas tinggi yang dapat menawarkan jalur yang halus dan pendek untuk transfer pembawa dan struktur perangkat yang optimal dapat meningkatkan kecepatan respon [69, 70]. Memang, figur manfaat dari perangkat fotosensitif terutama adalah tanggung jawab (R ) dan deteksi (D *). R dihitung dengan hubungan

$$R ={{\mathop I\nolimits_{ph} } \mathord{\left/ {\vphantom {{\mathop I\nolimits_{ph} } {(P \cdot S)}}} \kanan. \kern-\nulldelimiterspace} {(P \cdot S)}}$$ (1)

Perilaku fotorespons fotodetektor. Aku –V karakteristik di bawah kepadatan daya laser 405 nm yang berbeda (a ) dan di bawah panjang gelombang datang yang berbeda 5 mW/cm² (b ). (c) Respons foto yang diselesaikan dengan waktu yang dibangkitkan oleh pergantian on/off periodik dari cahaya insiden. (d) R . yang diekstraksi (bola hitam) sebagai fungsi kepadatan daya laser. Tegangan yang diterapkan untuk (c –d ) adalah 1 V

dimana P dan S adalah kepadatan daya laser dan area perangkat efektif, masing-masing [62, 71, 72]. Gambar 3d menunjukkan nilai yang sesuai dari R fotodetektor di bawah kepadatan daya laser yang berbeda. Sang juara R mencapai hingga ~ 567.6 A/W yang memberikan parameter performa kompetitif. R . yang tinggi dikaitkan dengan rekombinasi photocarrier yang ditekan dalam heterostruktur bersama dengan perangkap elektron di MoS₂ wilayah mungkin [22]. Penurunan R saat kepadatan daya laser meningkat mengungkapkan efek photogating di fotodetektor lebih lanjut [73].

Selain itu, arus foto dan kerapatan daya laser mengikuti persamaan hukum daya:

$$\mathop I\nolimits_{ph} =A\mathop P\nolimits^{\alpha }$$ (2)

dimana A adalah konstanta dan 0 < α < 1. Nilai α , diperoleh dengan menyesuaikan kurva I _ph versus P pada Gambar. 4a, terkait dengan proses penangkapan pembawa, rekombinasi, dan transfer [74, 75]. Hubungan sublinier antara I _ph dan P menunjukkan adanya efek photogating di perangkat lebih lanjut [65]. Nilai yang lebih tinggi (seperti ~ 0,73) dapat diperoleh ketika densitas daya yang lebih rendah diterapkan karena berkurangnya rekombinasi pembawa foto dan interaksi antar pembawa [75, 76]. Sebaliknya, densitas daya yang lebih tinggi dapat menghasilkan nilai yang terdegradasi dari ~ 0,55 karena kehilangan rekombinasi yang lebih kuat dan lebih banyak status jebakan [77]. Prasyarat dari D . yang dihitung * melalui persamaan

$$\mathop D\nolimits^{*} =R\mathop {({S \mathord{\left/ {\vphantom {S {2e\mathop I\nolimits_{{{\text{dark}}}} }} } \kanan. \kern-\nulldelimiterspace} {2e\mathop I\nolimits_{{{\text{dark}}}} }})}\nolimits^{{{1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 2}} \benar. \kern-\nulldelimiterspace} 2}}}$$ (3)

(a) Plot Aku _ph dibandingkan kepadatan daya laser. (b) Spektrum daya saat ini (S _Saya ) pada frekuensi yang berbeda. Tegangan yang diterapkan untuk (a–b ) adalah 1 V

adalah bahwa fotodetektor dibatasi oleh derau bidikan sebagai sumber derau utama [49, 66, 78]. Untuk mengevaluasi lebih lanjut D * lebih akurat, arus noise yang diperoleh pada Gambar 4b diukur pada frekuensi yang berbeda [74]. Gambar 4b menunjukkan noise 1/f tipikal [79] di fotodetektor kami, yang merupakan hambatan signifikan bagi industri semikonduktor dari material baru. Jenis kebisingan ini terutama dihasilkan dari pengotor bermuatan dan situs perangkap di saluran konduktif [57, 80]. Kualitas material yang lebih tinggi dan densitas cacat struktural yang kecil diinginkan untuk mengurangi noise 1/f [81]. Menurut rumus

$$\mathop D\nolimits^{*} =R{{\mathop {(S\Delta f)}\nolimits^{{{1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 2}} \kanan. \kern-\nulldelimiterspace} 2}}} } \mathord{\left/ {\vphantom {{\mathop {(S\Delta f)}\nolimits^{{{1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 2}} \benar. \kern-\nulldelimiterspace} 2}}} } {\mathop I\nolimits_{{{\text{noise}}}} }}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} {\mathop I\nolimits_{{{\text{noise}}}} }}$$ (4)

dimana f dan Aku _kebisingan adalah bandwidth pengukuran dan arus noise [79], deteksi fotodetektor adalah sekitar 7,17 × 10¹¹ Jones. Tabel 1 telah membandingkan beberapa fotodetektor representatif yang dipilih dengan kinerja respons foto yang sesuai berdasarkan bahan 2D. R . yang relatif tinggi dan D * dari fotodetektor kami menunjukkan potensi besar dalam perangkat optoelektronik.

Kesimpulan

Singkatnya, fotodetektor kinerja tinggi dikembangkan berdasarkan MoS monolayer lateral₂ /WS₂ heterojungsi. Ukuran bahan saluran yang ditumbuhkan dengan metode CVD fase cair satu langkah mencapai skala milimeter. Selain itu, bahan saluran berkualitas tinggi dengan keseragaman yang baik dan antarmuka yang tajam diperiksa dengan karakterisasi bahan sistematis dan pengukuran perangkat selanjutnya. Khususnya, responsivitas tinggi 567,6 A/W dan deteksi ~ 10¹¹ Jones dicapai untuk fotodetektor yang dikaitkan dengan efek fotogat. Kinerja MoS lateral yang diusulkan₂ /WS₂ fotodetektor heterojunction lebih baik dari atau sebanding dengan pekerjaan yang dilaporkan [24, 62, 76, 78, 86, 97, 98]. Selain itu, kami menganggap kebisingan 1/f yang tidak diinginkan yang timbul dari penjebakan/penguraian pembawa muatan dapat dikurangi lebih lanjut dengan bahan saluran berkualitas tinggi dan tanpa cacat. Pertumbuhan CVD fase cair satu langkah yang lancar dan kinerja optoelektronik yang sangat baik dari fotodetektor dapat memotivasi penelitian lebih lanjut mengenai perangkat optoelektronik berdasarkan heterostruktur lateral.

Ketersediaan data dan materi

Kumpulan data yang mendukung kesimpulan artikel ini disertakan dalam artikel.

CKAP4 Antibody-Conjugated Si Quantum Dot Micelles untuk Pencitraan Target Kanker Paru Perakitan Titik Karbon ke dalam Kerangka dengan Stabilitas yang Ditingkatkan dan Aktivitas Antibakteri

bahan nano