天津大学ACS Appl. Mater. Interfaces:用于高性能偏振敏感光电探测器的MoS2晶体层数和堆叠工程

文摘   2024-10-22 18:57   美国  

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成果介绍

2D过渡金属硫族化合物(TMDs)的层和堆叠工程产生了新的现象和多种应用。因此,TMDs获得了相当大的关注。然而,迄今为止,堆叠2D材料的精确定制制造在很大程度上受限于缺乏有效和可控的生长策略,容易出现不可预测的堆叠顺序和随机分布的成核位置。

有鉴于此,近日,天津大学耿德超教授和于曦教授(共同通讯作者)等设计了一种优化的化学气相沉积方法,用于将MoS2单晶从单层调制到具有不同堆叠结构的多层。值得注意的是,基于单层MoS2单晶的光电晶体管在405 nm光照下具有3.3×104 A W-1的高光响应率(R)和1.7×1014 Jones以上的显著探测率(D*),具有超灵敏的性能。超低频和角分辨偏振拉曼光谱系统地揭示了微妙的层间相互作用和晶体各向异性。此外,使用1-3L MoS2的偏振敏感光电探测器显示出与层数相关的各向异性性能,其二色比分别为1.36,1.44和1.52。这项工作提供了一种有前途的方法,不仅可以制造新的定制层,堆叠和扭转2D材料,而且为基于堆叠跃迁的先进偏振敏感和光电子器件的开发提供了基础。

         

 

图文导读    

图1. MoS2层数工程。

         

 

   

图2. AAA,AAB,ABA和ABB堆叠的3L MoS2薄片的结构分析。

         

 

图3. 四层MoS2八种不同堆叠结构的表征。    

         

 

图4. 多层MoS2晶体的ULF和ARPRS表征。

         

 

图5. MoS2光电探测器的偏振敏感响应和光电性质。

         

 

   

         

 

文献信息

Layer Number and Stacking Engineering of MoS2 Crystals for High-Performance Polarization-Sensitive Photodetector

ACS Appl. Mater. Interfaces, 2024, DOI:10.1021/acsami.4c14501)

文献链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c14501    


,以及各种测试分析,


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