化工儀器網(wǎng)首頁>資訊中心>項(xiàng)目成果>正文

金屬所鉬基雙異質(zhì)結(jié)光電探測器研究取得進(jìn)展
2021年07月06日 09:29:02 來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：7245

中國科學(xué)院金屬研究所與國內(nèi)多家單位的科研團(tuán)隊(duì)合作，提出了一種提高光增益的新方法，選擇合適溝道和電極材料進(jìn)行能帶匹配，使其在光照下晶體管源、漏端的勢壘降低并形成正反饋，從而獲得超高靈敏度的二維材料光電探測器。

　　【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】二維半導(dǎo)體材料具有原子級厚度及獨(dú)特的能帶結(jié)構(gòu)，在光電器件應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出優(yōu)勢。然而，二維材料通常光吸收較弱，且在光電轉(zhuǎn)換過程中，一個(gè)入射光子只能激發(fā)一個(gè)電子-空穴對，導(dǎo)致器件的光探測能力不高。一般來說，提高光增益有雪崩和光柵兩種方式：雪崩機(jī)制對材料能帶的匹配要求苛刻，且需在高偏置電壓下工作；而光柵機(jī)制由于電荷弛豫效應(yīng)，導(dǎo)致光電響應(yīng)速度顯著降低。
 
　　中國科學(xué)院金屬研究所與國內(nèi)多家單位的科研團(tuán)隊(duì)合作，提出了一種提高光增益的新方法，選擇合適溝道和電極材料進(jìn)行能帶匹配，使其在光照下晶體管源、漏端的勢壘降低并形成正反饋，從而獲得超高靈敏度的二維材料光電探測器。7月2日，相關(guān)研究成果以《一種超靈敏的鉬基雙異質(zhì)結(jié)光電晶體管》(An ultrasensitive molybdenum-based double-heterojunction phototransistor)為題，在線發(fā)表在《自然-通訊》(Nature Communications)上。
 
　　研究團(tuán)隊(duì)使用二維二硫化鉬作為溝道材料、氧化鉬(α-MoO3-x)為電極材料，在晶體管源端和漏端形成了二硫化鉬/氧化鉬雙異質(zhì)結(jié)，構(gòu)筑光電晶體管。該晶體管展現(xiàn)出超高響應(yīng)度(>105 A/W)、超高外量子效率(>107 %)、在二維材料光電探測器中最高的探測度(9.8×1016 Jones)和超快光電響應(yīng)速度(約100 μs)等優(yōu)異的光電特性。
 
　　研究構(gòu)筑不同種類源漏電極的光電晶體管，氧化鉬為電極的器件光響應(yīng)是鈦/金(Ti/Au)電極器件的3-4個(gè)數(shù)量級。結(jié)合對材料能帶結(jié)構(gòu)的光學(xué)表征和理論計(jì)算，科研人員還提出了雙異質(zhì)結(jié)光致勢壘降低機(jī)制的器件工作原理，即在暗態(tài)下氧化鉬/二硫化鉬異質(zhì)結(jié)形成大的肖特基勢壘，源端電子無法注入溝道中，實(shí)現(xiàn)了超低暗電流和噪聲。在光照條件下，電子-空穴對在源端耗盡區(qū)生成，隨后在內(nèi)建電場驅(qū)動(dòng)下高效分離，載流子的濃度變化導(dǎo)致源端電子勢壘的降低，實(shí)現(xiàn)了電子注入和光增益；注入的電子又可降低漏端電子勢壘，增大光電流；而這進(jìn)一步增強(qiáng)源極內(nèi)建電場，實(shí)現(xiàn)了雙異質(zhì)結(jié)間的正反饋效應(yīng)，獲得了超高響應(yīng)度和探測度。同時(shí)，由于不使用陷阱束縛電荷，器件還具有高響應(yīng)速度。該研究提出了一種具有普適性意義的提高光電探測器增益的方法，可推廣至其他二維材料體系，為未來構(gòu)建超靈敏光電探測器開辟了新思路。
 
　　研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、中科院、遼寧省興遼英才計(jì)劃、沈陽材料科學(xué)國家研究中心等的支持。
關(guān)鍵詞

相關(guān)閱讀 Related Reading

查看更多+

  • 秒準(zhǔn)測量閃耀CIBF2025，賦能電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

    深圳市秒準(zhǔn)測量技術(shù)有限公司本次受邀出席展會(huì)，帶來一系列創(chuàng)新解決方案，將為行業(yè)提供更高效、更可靠的技術(shù)支持。
    2025-05-21 16:31:41

  • 2025年度專利專項(xiàng)研究項(xiàng)目立項(xiàng)名單出爐

    國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局辦公室發(fā)布《關(guān)于印發(fā)2025年度專利專項(xiàng)研究項(xiàng)目立項(xiàng)名單的通知》，共計(jì)55個(gè)項(xiàng)目獲立項(xiàng)。
    2025-05-21 14:28:59

  • 九部門發(fā)文加快推進(jìn)科技服務(wù)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

    近日，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委等9部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)科技服務(wù)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施意見》，加快科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，有力...
    2025-05-21 13:58:41

  • 開幕在即！第92屆API China邀您相約廣州

    2025年5月21日，第92屆中國國際醫(yī)藥原料藥/中間體/包裝/設(shè)備交易會(huì)(簡稱API China)將在廣州·中國進(jìn)出口...
    2025-05-20 16:30:05

  • 云南開展2025年度省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)申報(bào)工作

    日前，云南省科技廳發(fā)布《關(guān)于開展2025年度省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)申報(bào)工作的通知》，現(xiàn)將2025年省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)申報(bào)工作有關(guān)事項(xiàng)明確如...
    2025-05-19 16:04:13

  • 預(yù)算486萬 海南省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心采購環(huán)境監(jiān)測儀器

    近日，海南省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心就“2025年環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測項(xiàng)目對外委托及設(shè)備購置”發(fā)布公開招標(biāo)公告，預(yù)算金額為486.969萬元。
    2025-05-19 09:21:09

版權(quán)與免責(zé)聲明

  • ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
  • ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
  • ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
紅外熱像技術(shù)在石化行業(yè)氣體檢測中的創(chuàng)新與應(yīng)用
關(guān)閉