一种高性能准一维 MoS$_2$ 纳米带光电探测器
材料科学
2023-04-04 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
二硫化钼（MoS）纳米带因可通过调节尺寸来调控其性质而受到越来越多的关注。本文中，我们展示了高度结晶的准一维（1D）MoS 纳米带以及主要以 3R 或 2H 堆垛取向排列的 3D 三角形晶体的生长。该合成方法依赖于通过脉冲激光沉积（PLD）生长的超薄 MoO3-x 薄膜与 NaF 在富硫环境中的反应。准一维 MoS 纳米带长度可达数微米，并具有与纳米带核心对齐的单层（1L）边缘，从而因厚度的突然不连续而形成 1L-多层（ML）同质结。由于对称性破缺，纳米结构的 1L 边缘表现出显著的二次谐波生成（SHG），而具有中心对称性的 ML 结构对二阶非线性过程不敏感。在准一维 MoS 纳米带中观察到拉曼光谱的显著分裂，这源于 2D 边缘和多层核心的不同贡献。纳米尺度成像揭示了单层纳米带相较于三角形 MoS 由于内置局部应变和无序而产生的蓝移激子发射。我们进一步报道了一种由单根准一维 MoS 纳米带制成的多功能超高灵敏度光电探测器，在 532 nm 波长下最大响应度为 872 A/W。该 MoS 纳米带的光电性能优于先前报道的单纳米带光电探测器。我们的发现可启发具有可调几何形状的 TMD 半导体用于高效光电器件的设计。
引用
@article{arxiv.2304.00455,
title = {A High-Performance Quasi-1D MoS$_2$ Nanoribbon Photodetector},
author = {Ganesh Ghimire and Rajesh Kumar Ulaganathan and Agnes Tempez and Oleksii Ilchenko and Raymond R. Unocic and Julian Heske and Denys I. Miakota and Cheng Xiang and Marc Chaigneau and Tim Booth and Peter Bøggild and Kristian S. Thygesen and David B. Geohegan and Stela Canulescu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.00455},
year = {2023}
}
备注
45 pages, 18 figures