Small：用於可見盲區紫外光探測的原子薄ZnO

2020-11-05 石墨烯聯盟


成果介紹

原子薄2D半導體已成為未來光電子學中合理的候選者，它們在縮放工藝方面具有更高的性能。然而，當前報導的2D光電探測器在紫外線尤其是可見盲區波長上仍然存在巨大的缺點。

有鑑於此，近日，北京科技大學張躍院士和張錚副教授（共同通訊作者）等報導了一種簡單且無毒的表面活性劑輔助合成策略，可以實現尺寸為3至30 µm的原子薄（1.5至4 nm）ZnO納米片的可控生長。得益於短碳鏈和十二烷基硫酸鈉（SDS）的水溶性，合成的ZnO納米片具有較高的晶體質量和清潔的表面，從而與傳統的微納製造技術具有良好的相容性，並且對紫外線具有很高的敏感性。用ZnO構造的光電探測器在254 nm的可見盲區波長下顯示出最高的響應率（高達2.0×104 AW-1）和探測率（D*=6.83×1014 Jones），並且通過400 ℃退火處理優化了光響應速度（τR=3.97 s，τD=5.32 s），因此2D ZnO可以作為有希望的材料來填充用於深紫外光探測的間隙。本文開發的方法為可控地合成2D非層狀材料開闢了一條新途徑，並加速了它們在高性能光電器件中的應用。

圖文導讀

圖1. SDS輔助合成的2D ZnO納米片的製備和形態。

圖2. SOS和SDS輔助合成的ZnO納米片的表徵。

圖3. SDS輔助合成ZnO FET的能帶結構和電子性能。

圖4. 以Au為電極的2D ZnO的光電性能。

圖5. 不同2D半導體的電磁頻譜和響應率總結。

來源：低維 昂維

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