范德瓦耳斯异质结中的可充电光电导
材料科学
2020-01-15 v1 应用物理
光学
摘要
基于二维（2D）材料的范德瓦耳斯（vdW）异质结在开发环保高效纳米器件方面展现出巨大潜力。已有大量研究报道了光伏电池、光电探测器等有价值的应用。然而，在单一器件中同时实现能量转换与存储尚未达成。在此，我们展示一种在 WSe2 层与准二维电子气之间构建 vdW p-n 结的简单策略。一次光学照射后，该器件将光生电子与空穴存储长达七天，随后在黑暗中施加偏压释放出高达 2.9 mA 的超大光电流；这被称为可充电光电导（CPC），其完全不同于任何先前观测到的光电现象。在常规光电导中，电子-空穴对的复合在其寿命结束时发生，释放热量；相反，CPC 器件中可生成无限寿命的光生载流子而无热损耗。光电转换与存储在充电过程中完全自激发。临界温度以下满能与空能态间电流比高达 109，光学充电时外量子效率达 4410000%。为解释该效应机制建立的理论模型与实验数据吻合良好。本工作为存储型光电导体与高效熵减器件铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2001.04690,
title = {Chargeable photoconductivity in Van der Waals heterojunctions},
author = {Yucheng Jiang and Anpeng He and Yu Chen and Guozhen Liu and Hao Lu and Run Zhao and Mingshen Long and Ju Gao and Quanying Wu and Xiaotian Ge and Jiqiang Ning and Weida Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.04690},
year = {2020}
}