Høj lysfølsomhed 2-D-få-lags molybdæn diselenid fototransistorer

Todimensionelle (2D) lagdelte materialer tiltrækker nu stor interesse på grund af deres unikke optoelektroniske egenskaber ved atomtykkelse. Blandt dem, grafen er for det meste blevet undersøgt, men grafens natur med nul-gab begrænser dets praktiske anvendelser. Derfor, 2D lagdelte materialer med iboende båndgab såsom MoS2, MoSe2, og MoTe2 er af interesse som lovende kandidater til ultratynde og højtydende optoelektroniske enheder.

Her, Pil Ju Ko og kolleger ved Toyohashi University of Technology, Japan har fremstillet back-gatede felteffekt fototransistorer lavet af MoSe2 krystaller med en tykkelse på kun tyve nanometer. Enhederne blev fremstillet ved mekanisk spaltning af MoSe2-krystaller til få-lags flager, efterfulgt af overførsel til en siliciumwafer med forud aflejrede titaniumelektroder.

På trods af deres ultratynde fysiske størrelse, enhederne viste fremragende felt-effekt fototransistor egenskaber. Den målte fotoresponsivitet på 97,1 AW-1 ved nul back gate-spænding var højere end tidligere rapporter om fotodetektorer fremstillet ved hjælp af GaS, GaSe, MoS2, og InSe. Fotoresponsen af ​​MoSe2 var meget hurtigere (mindre end 15 msek) end ultrafølsomme fotodetektorer baseret på monolag MoS2. Desuden, den teoretiske eksterne kvanteeffektivitet var 280 gange højere end for kommercielle Si- og InGaAs-fotodioder.

Forskningen viser, at MoSe2 er et lovende materiale til fotodetektorapplikationer. Gruppen optimerer enhedens ydeevne ved at studere tykkelsen afhængig af lysfølsomheden.