我國科研團隊實現(xiàn)二維原子晶體硒化銦高性能光電探測器
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用中具有廣闊前景。光電探測器作為重要的光電應用單元器件,引發(fā)學界廣泛關(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)注對象之一。除半金屬的石墨烯之外,半導體二維原子晶體材料(如過渡金屬硫?qū)倩衔、II-VI族、Ⅲ-VI族層狀半導體等)是光電探測器溝道材料的優(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)比和光響應率小是基于這些二維原子晶體材料的光電探測器存在的問題。硒化銦(InSe)作為一種典型的二維層狀Ⅲ-VI族半導體材料,具有優(yōu)異的電學性能(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)揮其在光電探測器領域的作用,成為科研人員重點關(guān)注的關(guān)鍵問題。 中國科學院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心納米物理與器件重點實驗室研究員、中科院院士高鴻鈞帶領的團隊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)控實現(xiàn)黑磷的單極性(N型或P型)場效應晶體管(2D Mater. 4, 025056 (2017))。 |