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新闻公告
新颖结构二维层状半导体材料可控生长及光探测器取得研究进展
发布人:王亚明  发布时间:2018-01-24   浏览次数:244


二维材料的快速发展足球比赛下注app足球比赛下注app足球比赛下注app,尤其是具有特殊光学和电学性质的类石墨烯二维层状化合物家族足球比赛下注app,例如MoS2足球比赛下注app、SnS2足球比赛下注app、MoSe2WSe2等足球比赛下注app足球比赛下注app,开辟了崭新的电子和光电子器件道路,提供了新颖的平台能够用于研究其特殊的物理化学特性足球比赛下注app,当二维薄层的厚度降低到单层时,它们的带隙结构能够从间接带隙转变为直接带隙足球比赛下注app,具有较强的自旋耦合作用足球比赛下注app足球比赛下注app,能够产生特殊的自旋和能谷物理特性足球比赛下注app。光探测器在医疗分析足球比赛下注app足球比赛下注app足球比赛下注app、光电通讯、天文学、安全设备足球比赛下注app、环境监测和摄影术等领域至关重要足球比赛下注app,它能够将入射的光信号转变为电信号足球比赛下注app,在实际应用中足球比赛下注app足球比赛下注app足球比赛下注app,光探测器的重要指标参数包括灵敏度足球比赛下注app足球比赛下注app足球比赛下注app、响应和恢复速度足球比赛下注app足球比赛下注app、光谱选择性、稳定性和信噪比等等足球比赛下注app足球比赛下注app。在光探测器领域足球比赛下注app,许多具有新颖形貌的多种纳米材料已经被探索足球比赛下注app足球比赛下注app,用于改善光探测器的重要指标参数,例如具有双蛋黄结构的空心球形结构足球比赛下注app、纳米网和纳米碗阵列足球比赛下注app,特殊的结构能够提供更多的光有效路径足球比赛下注app,通过多重的光反射和折射作用提高光捕获效率足球比赛下注app足球比赛下注app。二维层状纳米材料的快速发展加速了其在形貌工程技术方面的研究和探索足球比赛下注app,目前具有新颖结构和渴望性质的二维层状化合物功能纳米材料的制备和研究仍是一个非常巨大的挑战足球比赛下注app足球比赛下注app足球比赛下注app足球比赛下注app。然而足球比赛下注app,到目前为止足球比赛下注app足球比赛下注app,具有特殊新颖结构形貌的高效二维层状半导体材料在光探测器领域的相关报道较少足球比赛下注app。

我所胡平安教授领导的研究小组足球比赛下注app足球比赛下注app足球比赛下注app,受国家自然科学基金资助,在二维层状半导体材料光探测器领域取得了重要进展足球比赛下注app足球比赛下注app。首次报道了可控制备具有新颖结构形貌规则排列的单层MoSe2空心球阵列、独立式垂直SnS2纳米片阵列和GaTe-InSe垂直二维p-n异质结等多种具有特殊结构的功能材料,并展示了出色的光探测器性能足球比赛下注app足球比赛下注app。



1 单层MoSe2空心球阵列器件示意图足球比赛下注app、基本表征及光探测器性能


单层MoSe2空心球阵列光探测器性能研究足球比赛下注app。MoSe2空心球功能材料展示了规则排列的单层球阵列足球比赛下注app,并呈现了清晰的空心结构足球比赛下注app,该单层MoSe2空心球阵列展示了优异的光探测器性能足球比赛下注app足球比赛下注app,具有出色的光响应值(8.9 A W-1)足球比赛下注app,快速的响应恢复速度和较高的稳定性足球比赛下注app足球比赛下注app,并且在相同条件下其光响应值约为MoSe2膜的10倍,通过该文章中的技术路线还制备获得了单层MoS2空心球阵列,说明这种技术路线具有非常好的普适性足球比赛下注app足球比赛下注app,也可用于制备其他类似过渡金属二硫属化合物功能材料足球比赛下注app,该结果发表在Advanced Functional Materials. 2018, 1705153.DOI: 10.1002/adfm.201705153 (影响因子12.124,中科院分区为1)足球比赛下注app足球比赛下注app。


2 独立式垂直SnS2纳米片阵列基本表征及非平面垂直光探测器性能


独立式垂直SnS2纳米片的非平面垂直光探测器性能研究足球比赛下注app。文献报道的光探测器都是基于平片内生长的纳米薄膜材料平面光探测器,尽管它有超薄柔性的特点足球比赛下注app,但正因为超薄所以容易导致材料与金属电极之间会有漏电流及接触不良足球比赛下注app足球比赛下注app,并受基底影响严重足球比赛下注app足球比赛下注app,引起掺杂和散射,吸光能力有限足球比赛下注app,为了克服这一不足足球比赛下注app足球比赛下注app足球比赛下注app足球比赛下注app,开发了一种独立式垂直结构的SnS2纳米片构筑的三维光探测器足球比赛下注app,为获得高光电性能材料与器件构筑提供了新的思路和范例足球比赛下注app,该结果发表在Nanoscale. 2017, 9, 9167. DOI: 10.1039/c7nr03646a (影响因子7.367足球比赛下注app足球比赛下注app足球比赛下注app,中科院分区为1)。

3 GaTe-InSe垂直二维p-n异质结器件示意图足球比赛下注app足球比赛下注app、光学图及光探测器性能


GaTe-InSe垂直二维p-n异质结自驱动光探测器性能研究足球比赛下注app足球比赛下注app。通过PDMS协助转移技术成功构筑了GaTe-InSe垂直p-n异质结足球比赛下注app足球比赛下注app,该p-n结展示了明显的整流效应并可通过栅极电压进行调控足球比赛下注app,整流因子高达1000。在405 nm激发波长下足球比赛下注app,自驱动光探测器的光响应值高达13.8 mA W-1足球比赛下注app足球比赛下注app,能量转化效率达4.2%足球比赛下注app,并具有良好的稳定性和快速的光响应速度足球比赛下注app,该结果已被接收在2D Materials. 12 January 2018, Accepted (影响因子6.937足球比赛下注app足球比赛下注app,中科院分区为1)。


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