双浮置范德华光电二极管中逼近稳健线性度
介观与纳米尺度物理
2023-12-12 v1
摘要
二维（2D）材料光电探测器作为光电应用的潜在元件已获得广泛关注。然而，即使在二维光电二极管中，光响应的线性度也常因载流子相互作用而受损。本研究提出一种新的器件概念——双浮置范德华异质结构（vdWHs）光电二极管，采用双极性MoTe2和n型MoS2二维半导体。沟道层两侧存在的II型异质结有效耗尽载流子，并限制光生载流子在沟道层内的俘获。因此，该器件在光伏模式下从可见光（405 nm）到近红外（1600 nm）波段均表现出稳健的线性光响应。借助vdWHs的内建电场，我们实现了约100 dB的线性动态范围、约1.57 A/W的响应度、约4.28 × 10^11 Jones的探测率以及约30 μs的响应速度。我们的结果展示了一种具有优异线性度的有前景的器件概念，可应用于快速低损耗检测、高分辨率成像和逻辑光电子学。
引用
@article{arxiv.2312.06157,
title = {Approaching the robust linearity in dual-floating van der Waals photodiode},
author = {Jinpeng Xu and Xiaoguang Luo and Xi Lin and Xi Zhang and Fan Liu and Yuting Yan and Siqi Hu and Mingwen Zhang and Nannan Han and Xuetao Gan and Yingchun Cheng and Wei Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.06157},
year = {2023}
}
备注
29 pages, 5 figures in the main text, 12 figures and 2 tables in the supporting information