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电子信息学院先进电子材料与器件团队二维半导体光电器件研究取得新进展
作者:吴章婷、郑鹏 编辑:梁 来源:电子信息学院(微电子学院) 时间:2022-06-23 点击量:5601

近日,奥门金沙堵场js333-【金沙国际官网】电子信息学院先进电子材料与器件团队张阳教授和吴章婷副教授在光电探测领域取得重要进展,成功制备了高灵敏、低功耗和宽带响应的二维异质结光电探测器,相关成果以“MoS2/WSe2 vdW Heterostructures Decorated with PbS Quantum Dots for the Development of High-Performance Photovoltaic and Broadband Photodiodes”为题发表在国际顶级学术期刊《ACS Nano》上(影响因子:15.881)。奥门金沙堵场js333-【金沙国际官网】电子信息学院研究生曾培宇和东南大学王文辉博士为共同第一作者,吴章婷副教授、张阳教授和东南大学倪振华教授为共同通讯作者,奥门金沙堵场js333为第一单位。南京邮电大学于志浩教授、奥门金沙堵场js333-【金沙国际官网】电子信息学院郑鹏副教授、郑辉副教授和郑梁副教授、理学院苏伟涛教授、材料与环境工程学院霍德璇教授等参与了此项工作。

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图1异质结能带结构和电流传输示意图 

作为光电信号转换的重要元件,光电探测器被广泛应用光通信、光测量与探测、摄影等方面,对军事和国民经济的各领域有着显著的贡献。到目前为止,研究人员已开发出多种用于光电探测的二维异质结。然而,获得同时具有高性能和低功耗的二维材料异质结光电探测器仍然存在巨大的挑战。本研究创新性的将量子点与二维半导体异质结相结合,设计了一个能实现自供电光探测的PbS QDs/MoS2/WSe2 范德瓦尔斯异质结。研究发现,量子点的引入有效地增加异质结的电子电流,表现出从405到1064 nm的宽带光伏响应,最大响应率为0.76 A/W,比探测率为5.15×1011 Jones。尤为重要的是,器件的响应速度不受量子点/二维材料异质界面中多电子陷阱的限制,实现了43/48 μs的快速上升/衰减和超过10 kHz的-3dB截止频率。本项工作为高性能光电二极管的设计提供了一种崭新的思路。

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图2 异质结的结构示意图、光学图片、光电流成像、光响应率和频率响应

电子信息学院先进电子材料与器件团队组建于2016年,负责人为张阳教授,2020年被认定为校学科交叉创新团队。本团队瞄准本领域前沿发展方向和国家战略需求,开展基础性、前瞻性和变革性的学术研究和技术发展,科研方向包括纳米真空电子器件、超级导体、量子纳米结构/二维半导体、传感阵列集成器件等。团队近年来承担了国家级科技项目、国家自然科学基金、省自然科学基金等重要课题多项,在《ACS Nano》《Nano Research》等国际有影响力的学术期刊发表SCI论文70多篇。本论文工作是团队在二维半导体器件方面的阶段性工作的重要体现。

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