近年来光电二极管,二维材料由于其超薄的厚度和新颖的电学、光学和光电特性而受到广泛关注。此外,二维材料表面没有悬空键,这使得它们可以通过范德华力直接相互结合形成范德华异质结,为构建具有优异性能的新型器件提供了新的机会。近日,湖南大学潘安联教授和李东教授在国内发表研究论文,利用范德华积分法垂直堆叠n型硫化镉和p型黑磷,构建pn结二极管。
图1 CdS/BP pn异质结结构示意图(a)和光学图像(b)。(c) 黑磷 (BP) 的拉曼光谱。(d) CdS 纳米带 (NB) 光致发光光谱。(e) CdS 和 BP 的 AFM 图像。(f) 对应于 (e) 中标记的位置的高度。
传输特性测试表明,pn结器件具有高整流比(8×103)和低理想因子(1.5)。同时,该器件在光照下表现出超高的光响应性和比检测率,分别达到 9.2×105 AW-1 和 3.2×1013 Jones光电二极管,这与最新报道的二维异质结光电检测相当。.
当器件工作在自驱动检测模式时,仍然表现出优异的光电检测性能,光响应度和响应速度分别可以达到0.27 AW-1和~10 ms。
图 2. CdS/BP pn 异质结的光电特性。
所制备的硫化镉/黑磷异质结器件将在新一代纳米电子和光电子器件中发挥重要作用。
研究成果近期发表于中国,2020,10.1007/-020-1356-3。