基于PN结光栅控的高性能MoS2光电晶体管
介观与纳米尺度物理
2024-08-09 v1 应用物理
摘要
基于二维（2D）原子级薄半导体材料的光探测器存在光吸收率低的问题，限制了其实际应用。在本工作中，我们通过将少层MoS2集成在硅（Si）衬底中形成的PN结上，展示了高性能MoS2光电晶体管。PN结在光照下产生的光电压对MoS2沟道进行电栅控，从而在MoS2中产生强烈的光电响应。我们为器件的光电响应提出了解析模型，并表明该模型与测量的MoS2光电流和Si PN结光电压吻合良好。该器件结构将光吸收和电响应功能分离，为我们提供了设计新型光电探测器的机会。例如，将铁电材料引入栅结构可以产生负电容以增强栅电压，从而实现低功耗、高灵敏度的光电晶体管；结合光吸收与电响应功能的分离，可实现先进的高性能光探测器。
引用
@article{arxiv.2408.04141,
title = {High Performance MoS2 Phototransistors Photogated by PN Junction},
author = {Seyed Saleh Mousavi Khaleghi and Jianyong Wei and Yumeng Liu and Zhengfang Fan and Kai Li and Kenneth B. Crozier and Yaping Dan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.04141},
year = {2024}
}
备注
21 pages, 4 figures