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西安交通大學(xué) 教育部
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西安交大科研人員在多波長(zhǎng)高性能二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)晶體管光電探測(cè)器的研究取得新進(jìn)展

2023-02-02 09:46:48
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近日,西安交通大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院電子陶瓷與器件教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室任巍教授和牛剛教授團(tuán)隊(duì)利用機(jī)械剝離獲得少層二硫化鉬材料制備具有背柵結(jié)構(gòu)和納米級(jí)溝道長(zhǎng)度的光電晶體管,實(shí)現(xiàn)了較高探測(cè)率(>1013Jones)和響應(yīng)率(>103A/W)。在光電探測(cè)性能研究中,研究團(tuán)隊(duì)對(duì)405nm、520nm和650nm多波長(zhǎng)光電響應(yīng)均進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并實(shí)現(xiàn)良好的光電探測(cè)性能。

二硫化鉬光電探測(cè)器示意圖及二硫化鉬材料表征

(圖片來源:ACS Nano)

研究團(tuán)隊(duì)闡明了二硫化鉬光電探測(cè)器高性能的原因,包括:(1)源/漏電極與二硫化鉬之間的肖特基接觸能夠有效降低器件暗電流,并且在光電響應(yīng)特性中,通過光子引起肖特基勢(shì)壘降低進(jìn)一步提高光照條件下的電流,從而提高光電探測(cè)器性能;(2)二硫化鉬材料在減小器件尺寸的同時(shí),也具有降低短溝道效應(yīng)的優(yōu)勢(shì),從而降低器件暗電流;(3)機(jī)械剝離法獲得的二硫化鉬具有良好的電特性,且背柵結(jié)構(gòu)的器件使光敏層(即二硫化鉬)與入射光能夠?qū)崿F(xiàn)直接相互作用,從而提高光電性能。

該成果以《肖特基接觸的多波長(zhǎng)、高探測(cè)率二硫化鉬光電探測(cè)器》(Multiwavelength High-Detectivity MoS2 Photodetectors with Schottky Contacts)為題發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)納米》(ACS NANO)上。

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