我國科研團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)二維原子晶體硒化銦高性能光電探測(cè)器
二維層狀原子晶體材料的物理性能(如帶隙等)隨厚度減小而變化,在光子和光電子器件的應(yīng)用中具有廣闊前景。光電探測(cè)器作為重要的光電應(yīng)用單元器件,引發(fā)學(xué)界廣泛關(guān)注,近年來基于二維原子晶體材料的光電晶體管成為最主要的關(guān)注對(duì)象之一。除半金屬的石墨烯之外,半導(dǎo)體二維原子晶體材料(如過渡金屬硫?qū)倩衔、II-VI族、Ⅲ-VI族層狀半導(dǎo)體等)是光電探測(cè)器溝道材料的優(yōu)良候選者。然而,由于在大柵極電壓下存在較大的暗電流,光開關(guān)比和光響應(yīng)率小是基于這些二維原子晶體材料的光電探測(cè)器存在的問題。硒化銦(InSe)作為一種典型的二維層狀Ⅲ-VI族半導(dǎo)體材料,具有優(yōu)異的電學(xué)性能(載流子遷移率~104 cm2 V-1s-1)和適中且可調(diào)的直接帶隙,光譜響應(yīng)覆蓋了從近紅外到紫外的范圍,在光電器件中表現(xiàn)出潛力。因此,如何優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)并充分發(fā)揮其在光電探測(cè)器領(lǐng)域的作用,成為科研人員重點(diǎn)關(guān)注的關(guān)鍵問題。 中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心納米物理與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員、中科院院士高鴻鈞帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)長期致力于研究新型二維原子晶體材料的制備、物性調(diào)控及原型器件構(gòu)筑等,并獲得了一系列重要研究成果。例如,他們實(shí)現(xiàn)黑磷的電子摻雜,并構(gòu)筑出黑磷柵控二極管、邏輯反相器、雙向整流器等一系列平面器件(Nano Lett. 16, 6870 (2016)),進(jìn)一步利用交聯(lián)PMMA作為頂柵、SiO2作為背柵,通過雙柵調(diào)控實(shí)現(xiàn)黑磷的單極性(N型或P型)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(2D Mater. 4, 025056 (2017))。 |