研究目的
通过使用Al2O3应力衬层来降低单层MoS2光电探测器对周围环境的敏感性，并提高光电流和响应度，从而改善其性能。
研究成果
Al2O3应力衬层通过引入拉应变显著提升了单层MoS2光电探测器的性能，该应变增强了电子迁移率和光吸收能力。这使得光电流和响应度更高、噪声等效功率更低且响应速度更快，展现出这类器件在下一代成像系统中的应用潜力。
研究不足
该研究聚焦于单层二硫化钼以及氧化铝应力衬垫的具体效应。这些光电探测器在实际成像系统中的可扩展性与集成性尚未得到充分探究。
1：实验设计与方法选择：
研究采用化学气相沉积（CVD）系统在蓝宝石衬底上生长大面积连续单层二硫化钼（MoS2），随后通过原子层沉积（ALD）工艺沉积3纳米氧化铝（Al2O3）层作为应力衬垫，最终采用标准半导体工艺制备光电探测器。
2：样本选择与数据来源：
单层MoS2薄膜生长于(0001)晶向蓝宝石衬底，所用材料包括CVD工艺的MoO3和硫粉，以及ALD工艺的三甲基铝（TMAl）。
3：实验设备与材料清单：
配备双温区的CVD系统、ALD系统、雷尼绍共聚焦拉曼光谱仪、VG Escalab 220i-XL X射线光电子能谱仪、岛津UV-2450紫外-可见分光光度计，以及Keithley 4200-SCS半导体分析仪（用于I-V特性与响应度测量）。
4：实验流程与操作步骤：
MoS2生长过程为在氩气氛围中将MoO3加热至750°C、硫粉加热至200°C；Al2O3沉积在300°C下采用TMAl与水蒸气完成。光电探测器制备采用钛/金（Ti/Au）电极。
5：数据分析方法：
通过光电流、响应度、增益、噪声等效功率（NEP）及探测率等参数评估探测器性能，并运用第一性原理计算模拟Al2O3对单层MoS2的应变效应。
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Shimadzu-2450 UV-visible spectrometer
2450
Shimadzu
Used for measuring absorbance spectra.
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Keithley 4200-SCS semiconductor analyzer
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Keithley
Used for measuring I-V characteristics and responsivity of the fabricated photodetectors.
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Al2O3
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MoS2
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Renishaw
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220i-XL
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