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单层2H-MoTe2光电效应的理论研究

2021-04-17徐中辉

人工晶体学报 2021年3期
关键词:方向

罗 兵,陈 妍,徐中辉

(1.江西理工大学信息工程学院,赣州 341000;2.江西理工大学电气工程与自动化学院,赣州 341000)

0 引 言

石墨烯是21世纪最重要的发现之一,2004年,Geim和Novoselov等在实验上首次成功地从石墨上通过机械剥离法得到了二维的石墨烯,证实石墨烯可以单独稳定存在[1]。但是,本征的石墨烯为零带隙,这一独特的性质限制了它在很多实际中的应用,尤其是在光电子器件中的应用,这促使人们寻找新的、合适带隙的其他二维材料。大量的科研工作者把目光纷纷转向了类石墨烯结构的过渡金属硫族化物(TMDs)中,TMDs由于具有较高的载流子迁移率、较大的开关比和适当的带隙,迅速成为材料研究领域的热点。同时,大多数TMDs的性质随着原子层数的变化而改变,当原子层数从多层减少到单层时,其能带结构从间接带隙变成直接带隙,在可见光范围内具有良好的光电效应[2],因此在光电子器件方面有着巨大的潜在应用价值。

二碲化钼(MoTe2)属于TMDs家族中重要组成部分,除了具有TMDs优异的性质外,还具有一些独特的性质。MoTe2是唯一一种半导体的三棱柱结构(2H相)和金属性质的扭曲八面体结构(1T’相)均能稳定存在的材料,这两种相结合能最小并且在一定条件下可以发生可逆转变[3-4]。单层2H-MoTe2的带隙为1.10 eV[5],低于其他TMDs材料的带隙,如MoS2带隙1.85 eV[6], MoSe2带隙1.55 eV[7]。由于合适的带隙,MoTe2增加了基于二维光电探测器的探测范围,尤其是增加了近红外光的探测。在室温下MoTe2的载流子迁移率高达2 526 cm2·V-1·s-1,远高于MoS2[8],这在采用多层、带有1.3×104开关比的MoTe2场效应晶体管中已经得到证实[9]。……

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