SCMs|混合1D/2D异质结构耦合电子结构工程用于高灵敏度和偏振依赖的光电探测器

随着光电探测器的广泛应用，人们迫切需要高灵敏度、偏振依赖的光电探测技术。在这一领域，二维二硫化钨(2D WS₂)表现出出色的光学和电子特性，使其成为一种在光电应用领域有吸引力的光敏材料。但是，2D WS₂缺乏有效的内建电场和光电导增益机制，阻碍了其在高性能光电探测器中的应用。

近日，华南师范大学李京波教授和广东工业大学郑照强副教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，提出了一种包含1D Te和2D WS₂的混合异质结构光电探测器。在该器件中，二维WS₂在1D Te上产生平面内形态应变，该应变能调节WS₂的局部电子结构，并在水平方向上形成II型能带排列。此外，2D WS₂和1D Te的垂直异质结引入了光电导增益。这两种效应优化了光致载流子的转移，使得光电探测器具有较高的灵敏度(光响应度为~27.7 A W⁻¹，探测度为9.5 × 10¹² Jones，上升/衰减时间为19.3/17.6 ms)。

图1  M-WS2/Te器件的光电性能。

此外，该器件还获得了各向异性的光电探测特性，其二向色比可达2.1。这种混合的1D/2D异质结构克服了单种材料固有的局限性，实现了新的性能，为构建多功能光电器件开辟了新的途径。

文章信息

Yuchen Zhou, Lixiang Han, Qiqi Song, et al. Hybrid 1D/2D heterostructure with electronic structure engineering toward high-sensitivity and polarization-dependent photodetector. SCIENCE CHINA Materials, https://doi.org/10.1007/s40843-021-1847-7

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