室温下具有高探测率的黑磷/二硫化钼中波红外光电二极管
2018-09-19
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随着对紧凑、灵敏、廉价的光电探测器需求的不断增加，红外光电探测器目前得到了快速扩张的应用空间。尽管探测器技术在不断进步，但一些技术因素还是限制了红外光电探测器的推广和使用，特别是冷却需求和加工III-V/II-VI半导体的高额成本。文章中，作者使用黑磷（bP）/MoS2异质结光电二极管作为中波红外（MWIR）探测器。虽然以前的研究就已经证明了可以使用黑磷（bP）来制造光电二极管，但在这篇文章中，作者显著改善了它的性能，使得这些黑磷光电二极管可以与传统的中波红外光电探测器相竞争。通过优化探测器的结构和改善光的控制，作者成功实现了室温下同时具有35％的外量子效率（ηe）和在中波红外区域高达1.1×10^10cmHz^1/2 W^-1的特定探测率（d*）的双终端设备。此外，通过利用黑磷（bP）各向异性的光学特性，作者展示了第一台偏置可选的偏振光电探测器，它无需外部光学系统即可工作。
图1 bP/MoS2异质结光电二极管示意图
图2 黑磷（bP）的红外光学常数
图3 偏振bP/MoS2异质结光电二极管
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