WSe2/MoS2 异质结实现的增强气体传感性能与全电室温操作
应用物理
2020-09-25 v1
摘要
使用二维（2D）MoS2 构建的气体传感器传统上依赖于场效应晶体管（FET）沟道电阻的变化或肖特基接触/pn 同质结势垒的变化。本报告首次展示了一种利用栅极可调的 II 型 WSe2（p）/MoS2（n）异质结的 NO2 气体传感器，与同一薄片上的 MoS2 FET 传感器相比，其灵敏度提升 4 倍、检测限降低 8 倍且动态响应改善。在一系列分析物浓度、栅极偏压和 MoS2 薄片厚度下进行的全面传感测量表明，异质结对 NO2 暴露呈现出一种新颖的双重电响应，构成了其增强灵敏度的内在机制——（i）串联电阻变化导致高偏压下热离子电流的指数变化，以及（ii）载流子浓度变化导致近零偏压下层间复合电流的线性变化。该异质结二极管在负栅极偏压下还表现出快速且可调的恢复。室温下的全电（栅极控制）传感与恢复操作使其成为一种简单、低开销的传感器。检测三硝基甲苯（TNT）分子低至 80PPB 浓度的能力凸显了其作为综合化学传感平台的潜力。
引用
@article{arxiv.2009.11350,
title = {Enhanced gas sensing performance and all-electrical room temperature operation enabled by a WSe2/MoS2 heterojunction},
author = {Sushovan Dhara and Himani Jawa and Sayantan Ghosh and Abin Varghese and Saurabh Lodha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.11350},
year = {2020}
}
备注
Manuscript 22 pages, 7 figures: SI 12 pages, 11 figures