舒衍涛 张有为2)† 王顺2)

1) (华中科技大学物理学院, 精密重力测量国家重大科技基础设施, 基本物理量测量教育部重点实验室, 引力与量子物理湖北省重点实验室, 武汉 430074)

2) (深圳华中科技大学研究院, 深圳 518057)

近年来, 二维过渡金属硫族化合物(transition metal dichalcogenides, TMDCs)由于其出色的电学和光学特性在光电探测领域被广泛研究.相比于报道较多的场效应晶体管型以及异质结型器件, 同质结器件在光电探测方面具有独特优势.本文将聚焦基于TMDCs同质结的光电探测器的研究, 首先介绍同质结光电器件的主要工作原理, 然后以载流子调控方式为分类依据总结TMDCs同质结的几种制备方法及其获得的电学和光电性能.此外, 本文还对同质结器件中光生载流子的输运过程进行具体分析, 阐述横向p-i-n结构具有超快光电响应速度的原因.最后对基于TMDCs同质结的光电探测器的研究进行总结与前景展望.

1 引 言

光电探测器的功能是将光信号转换为电信号,在如今的信息化社会中发挥着重要的作用, 被广泛应用于视频成像、光通信、生物医学成像、安全、军事化应用等领域.尽管应用领域的规模和多样性正在增长, 但在速度、效率、波长范围以及柔性、透明性和CMOS可集成性等方面, 对于更高性能的光电探测器的需求正变得越来越突出.近年来, 二维材料的快速发展为新型光电探测器的研究提供了新的机遇[1−6].其中, 过渡金属硫族化合物(transition metal dichalcogenides, TMDCs)是一类典型的层状二维材料, 具有带隙随层……