大尺寸二维硒纳米片的可控生长及其电子与光电子应用

硒作为一种有前景的未来光电子应用材料候选者已引起广泛关注。然而，由于其各向异性的原子结构，硒具有很强的生长成纳米线形式的倾向，这在很大程度上阻碍了其潜在应用的探索。在这项工作中，我们使用物理气相沉积方法，展示了大尺寸、高质量二维硒纳米片的合成，其最小厚度可薄至 5 nm。Se 纳米片表现出强烈的面内各向异性，这由角分辨拉曼光谱确定。基于 Se 纳米片的背栅场效应晶体管表现出 p 型传输行为，在 Vds = 3 V 时导通态电流密度约为 20 mA/mm。我们还制备了四端场效应器件以评估硒纳米片的本征空穴迁移率，确定其在 300 K 时的值为 0.26 cm2/Vs。硒纳米片光电晶体管显示出高达 263 A/W 的优异光响应度，上升时间为 0.1 s，下降时间为 0.12 s。这些结果表明，晶体硒作为一维范德瓦尔斯固体的二维形式，为探索器件应用开辟了可能性。