基于高速二維硒化鉬異質(zhì)結(jié)光電探測器的研究.pdf

1、基于二維過渡金屬硫?qū)倩衔?TMDs)材料的制備及電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性的研究推動了二維光電探測器的研究，光電轉(zhuǎn)換的研究進(jìn)展更進(jìn)一步地實現(xiàn)了超敏感、寬光譜響應(yīng)光電探測器的構(gòu)建，卻面臨增大受光面積，提高響應(yīng)速度等主要挑戰(zhàn)。本文選取二維(2D) TMDs半導(dǎo)體系列材料中硒化鉬(MoSe2)作為研究對象，通過控制材料合成、器件優(yōu)化等實現(xiàn)了高速、低價值二維MoSe2異質(zhì)結(jié)光電近紅外探測器的構(gòu)建，主要的研究成果如下:
　　(1)基于溶液法合成的

2、二維MoSe2納米片(NSs)，利用相互交疊的納米片能夠調(diào)整能帶結(jié)構(gòu)，采用簡單滴涂或旋涂方法設(shè)計了新型MoSe2/Si范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)(vdWH)光電探測器(PDs)。研究表明，在零偏壓下，器件具有優(yōu)異的可見光-近紅外光電響應(yīng)特性，響應(yīng)速度達(dá)～30 ns，預(yù)測出的3dB帶寬高達(dá)32 MHz，探測率達(dá)1.2×1012 Jones，噪聲等效電流接近于0.1 pA·Hz-1/2。
　　(2)首次利用脈沖激光沉積方法(PLD)在Si襯底上

3、原位沉積大面積高晶體質(zhì)量二維MoSe2薄膜，選取石墨烯做為上電極構(gòu)建了n-n Si/MoSe2垂直異質(zhì)結(jié)(vH)。這種原位的制備方法實現(xiàn)了薄膜的垂直生長同時還減少了界面態(tài)的影響，使得器件具有超快的響應(yīng)速度(≈71 ns)，快于當(dāng)前報道的二維TMD光電探測器響應(yīng)速度。此外，該探測器能夠?qū)崿F(xiàn)從400 nm-1000 nm的寬光譜探測，并且有著高達(dá)6.1×1012 Jones的探測率和超過132 dB的線性動態(tài)范圍。
　　以上研究表明，