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用于高效宽带光电探测的二维PtS?/PtSe?异质结的晶圆级制备
摘要： 范德瓦尔斯异质结构的制备主要局限于从块体材料剥离得到的二维材料，这极大限制了其大规模生产应用。本研究在SiO?/Si衬底上展示了最大直径达2英寸的大面积多层PtS?/PtSe?异质结，其产能可满足实际应用需求。通过理论模拟解析了PtS?/PtSe?异质结的电子特性。实验观测到该异质结在不同波长激光（405至2200纳米）照射下均呈现零偏压光响应。该器件展现出宽带光电响应特性，在红外波段具有高量子效率——1064纳米、1550纳米和2200纳米波长下的外量子效率（EQE）下限分别为1.2%、0.2%和0.05%，并具备数十毫秒量级的较快响应速度。本工作展示的大面积宽带二维异质结光电探测器进一步证实了二维材料在未来低能耗光电子学领域的巨大潜力。
关键词： 范德华异质结构、自动驾驶操作、量子效率、宽带光电探测、光响应度、晶圆级制造
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过氧等离子体处理实现宽带响应的巨增强SnS?光电探测器
摘要： 层状二硫化锡（SnS?）因其高载流子迁移率和优异的光响应性而成为一种具有多功能性的重要半导体材料。然而，其本征缺陷硫空位（Vs）会导致费米能级钉扎（显著增加金属接触电阻），从而阻碍其电学和光电性能。本文采用氧等离子体处理来提升SnS?薄片的光电性能，从而在SnS?中引入人工亚带隙。结果表明，宽带光电探测（300–750 nm）性能显著提高。具体而言，在350 nm光照下，经O?等离子体处理的SnS?光电探测器光响应度从385提升至860 A W?1，外量子效率和探测率均提高一个数量级，同时上升时间（τ?）和衰减时间（τ_d）的光开关响应也提升了两个数量级。这种人工亚带隙既能增强光响应，又能拓宽响应光谱范围，为光电子应用开辟了新途径。
关键词： 宽带光电探测、二维材料、SnS?光电探测器、氧等离子体处理
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于混合维度PdSe?/SiNWA异质结构的光伏探测器，用于自驱动、宽带光电探测、红外成像及湿度传感
摘要： 二维二硒化钯（PdSe2）薄膜因其独特的非对称晶体结构和卓越的光电特性而备受关注，在宽带和偏振光探测领域展现出巨大潜力。本研究首次开发出基于PdSe2/硅纳米线阵列（SiNWA）异质结构的高性能自驱动偏振敏感宽带光伏探测器。得益于SiNWA的强光限制效应和PdSe2的宽光谱吸收能力，该器件表现出显著的光伏特性：响应度高达726 mA W?1、比探测率达3.19×1014 Jones、超宽光谱响应范围覆盖0.2-4.6 μm、并能快速监测纳秒级脉冲光信号。特别值得注意的是，该异质结构器件实现了75的超高偏振灵敏度，在二维材料光电探测器中位居前列。凭借优异的成像能力，该探测器可在近红外（NIR）和中红外（MIR）波段实现高分辨率成像。此外，器件还展现出光增强型湿度传感特性，具有高灵敏度和快速响应/恢复特性。基于这些卓越性能，PdSe2/SiNWA异质结构在高性能偏振敏感宽带光探测、红外成像及湿度传感应用领域具有重要前景。
关键词： 湿度传感、氮化硅波导阵列、红外成像、光伏探测器、异质结构、宽带光电探测、二硒化钯
更新于2025-09-19 17:13:59
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一种用于高性能场效应晶体管和宽带光电探测器的贵金属二硫化物
摘要： 二维层状材料是一类新兴的低维材料，具有独特的物理和结构特性，在从新型纳米电子学到多功能光电子学等领域有着广泛应用。然而，目前广泛研究的二维材料因其固有缺陷，在高性能电子器件和超宽带光电探测器方面应用受到极大限制。探索新型窄带隙二维材料迫在眉睫且具有基础性意义。本研究展示了一种窄带隙贵金属硫族化合物（二硫化铂PtS2）。少层PtS2场效应晶体管展现出优异的电子迁移率（室温下超过62.5 cm2 V?1 s?1）和超高开关比（超过10?）。少层PtS2晶体管的温度依赖性电导率和迁移率分别揭示了直接金属-绝缘体转变机制和载流子散射机制。值得注意的是，本研究首次在室温下获得了具有可见光至中红外宽带光电探测能力、且在830 nm光照下具有175微秒快速光响应时间的二维PtS2光电探测器。我们的工作为二维贵金属硫族化合物在高性能源电子器件和中红外光电器件中的应用开辟了新途径。
关键词： 宽带光电探测，二硫化铂，开关比，场效应晶体管，迁移率
更新于2025-09-12 10:27:22