徐春燕，南海燕，肖少庆，顾晓峰

（江南大学电子工程系，江苏无锡 214122）

1 引言

自2004 年，Geim 等首次成功地将石墨完全剥离后，二维层状材料因其独特的结构[1]、机械[2]和物理性能[3]在过去数年间引起了广泛关注[4-5]。随着研究的深入，二维材料目前已经包含了单元素原子晶体，如石墨烯和黑磷 (BP)，化合物如过渡金属硫族化合物(TMDCs)、氮化物、氧化物、硫化物，盐类如硫磷酸盐、卤化物等[4,6]。二维材料因其具有超薄的厚度、均匀且无悬挂键的表面、极高的载流子迁移率和开关比以及可调控的带隙等优异特性，成为了下一代纳米微电子器件（后硅时代）的首选材料。其中光电探测器是该类材料最主要且目前最有前景的一种应用方向。光电探测器是一种广泛应用的光电设备，能将光子转换成电信号，广泛应用于视频成像、光通信、夜景、遥感、生物医学成像等领域[4]。二维材料能够成为光电探测器主要材料的原因有3 点。（1）层与层之间通过弱的范德华力相互作用，因此性能与层数之间有着非常大的依赖关系，例如对于二维硫属化合物材料，一般单层是直接带隙，具有非常强的光吸收，而双层以及厚层是间接带隙，吸收相对较弱。与此同时，带隙范围也会变化，例如二硫化钼（MoS2）从块体到单层带隙变化范围为1.29~1.9 eV，二锑化钼（MoTe2）材料随着层数的变化带隙可以从0.9 eV 变化到1.1 eV[7-8]。（2）材料种类繁多，带隙分布较广，且二维层状材料表面没有任何悬挂键，因此范德华相互作用允许不同材料的叠加且没有晶格匹配的问题，容易形成异质结结构，层层叠加的异质结量子阱器件能够利用每种材料的理想特性，极大地拓宽光电响应范围[7,10-14]。……