研究人员制造横向多层/单层MOS2异质界

基于分层半导体的薄膜的二维（2D）材料已引亚博网站下载起了光电应用的很多关注。对于带有MOS的过渡金属二分法（TMDC）家族尤其如此₂据记录在光电设备中的潜力。

受到其独特厚度依赖性能带结构的启发，来自中国的研究人员研究了多层/单层MOS的电气和光学特性₂杂结光探测器。

过渡金属二分法（TMDC）已被广泛研究，现在以其光电潜力而闻名。其中，二硫化钼（MOS₂）由于其合适的直接带隙（1.8 eV），高电荷载体迁移率和高光吸光度，引起了很多关注。2d mos₂也是有用的光电材料，因为可以通过改变设备中的层数来控制频带结构。

实施的一个主要领域是作为异质结，即两种晶体材料的界面，通常采用N型和P型材料的形式。亚博网站下载异性结构本质上可以是横向的或垂直的，但两者都是现代光电设备的基本构建块，例如光电探测器，光发射器二极管和太阳能电池。通过使用Van der Waals（VDW）堆叠2D材料来形成垂直异质结，但是，由于频带的抵消和抑制电荷载体，这种类型与TMD亚博网站下载C无法很好地工作。

另一方面，侧向异质界表现出巨大的希望。通过局部化学掺杂或静电调节形成侧向异质结。与患有阻碍性能的杂质的垂直异质界面不同，P-N结的杂质通常可以忽略。在这些连接处也可以利用频段偏移。

In this study, the Researchers produced electrically tuneable, as-exfoliated, multilayer/monolayer MoS₂异质界面并研究了从紫外线（UV）到可见光（VIS）光的不同波长的光响应能力。

研究人员使用了机械剥落方法，将金属源/排水装在基板上，然后使用电子束光刻（EBL）进行图案化。随后是热蒸发方法。MOS的结构₂使用原子力显微镜（AFM，SPA 500，Seiko Instruments Inc.）和拉曼光谱（RM-1000，Renishaw）的组合确认样品。MOS的电子和光学特性₂使用参数分析仪（Agilent B1500）探索了异缘，并由CEL LEDS35 LED照明系统（CEAULIGHT）提供单色波长。

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The Researchers found that the MoS₂杂结期表现出良好的栅极调节电流矫正特性。纠正率为10³was found at a gate voltage of 10 V and was found to offer evidence of the existence of the heterojunction. A small ideality factor of 1.95 in the dark was also found.

当从紫外线到可见光照亮时，多层/单层MOS₂发现异性结具有出色的照片侦探性能。发现异质结表现为10³A/W，1.7×10的光敏度⁵and a detectivity of 7×10¹⁰琼斯，在470 nm的光照射下。与大多数最近报道的垂直和侧向异质结相比，这些值至少与不高的情况相当，即使不是更高。

观察到使用正门电压的异常照片响应。随后的分析表明异质结在光电流生成过程中的作用。

The Researchers also deduced the mechanism of operation. The negative gate voltage corresponded to the off state, whereas the positive gate was representative of the on state. In the off state, the conduction and valence bands were pulled downwards, inducing Schottky barriers. When the gate voltage moved to a positive value, the junction contacts changed, leading to an Ohmic contact. As a result, the photovoltage induced by the contact barriers was weakened.

这项研究为控制多层/单层MOS的频段对齐的基本物理学提供了宝贵的见解。₂异缘。这项工作还提供了一个平台，用于进一步研究横向多层/单层TMDCS HeteroJunctions，并将成为将来制造新型柔性和透明光电设备的宝贵工具，即将在高度效果远程探测器应用中使用。

Source:

“高性能光电探测器应用的侧面多层/单层MOS2杂结” - Sun M.等，等等科学报告，2017，doi：10.1038/s41598-017-04925-W

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GiroScience/ Shutterstock.com

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