SCMs|华中科大翟天佑课题组：MOF集成二维层状材料用于高性能短波红外光探测

工作在短波红外区域的光电探测器因其在商业和军事领域的广泛应用而备受重视，窄带隙二维层状材料(2DLM)被认为是构筑下一代高性能红外光电探测器的潜在候选者。然而，这类材料在原子级厚度时光吸收较弱，致使其探测性能难以满足实际需求。

近日，华中科技大学翟天佑教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，提出了一种通过集成具有优异光吸收特性的金属有机骨架(MOF)纳米粒子和高迁移率的2DLM来设计高性能短波红外光电探测器的策略，并通过构筑MOF/2DLM(Ni-CAT-1/Bi₂Se₃)混合异质结光电探测器演示了该策略的可行性。

由于光生载流子从MOF转移到Bi₂Se₃，集成在Bi₂Se₃层上的MOF纳米颗粒使异质结的光电流增加了2–3个数量级。该混合异质结光电探测器在1500 nm光照下的响应度和探测度分别达4725 A W⁻¹和3.5 × 10¹³ Jones。如此优异性能主要源于增强的光吸收和光门控效应的协同作用。

本文提出的集成MOF光敏材料和2DLM的策略为未来构建高性能短波红外光电探测器提供了思路。

文章信息

Wang, F., Wu, J., Zhang, Y. et al. High-sensitivity shortwave infrared photodetectors of metal-organic frameworks integrated on 2D layered materials. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1781-y

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