基于二维材料和异质结的光电探测器性能分析

对各种应用所需的复杂、自供电、紧凑、超快、具有成本效益且宽带的光传感器的前所未有的需求，激发了大量研究，促使过去十年间涌现出大量研究。除了光传感器中有源元件的光敏能力外，器件架构在光生载流子的产生和分离方面至关重要。自石墨烯问世及随后原子级薄二维材料研究的兴起以来，研究人员开发并适应了不同家族的二维材料和器件架构，包括单元素二维、0D/2D、2D/2D、1D/2D 堆叠结构等。本综述讨论了关于各种二维材料、其异质结的光敏特性及其适用于紫外 - 近红外 (UV-NIR)、短波红外 (SWIR)、中波红外 (MWIR)、长波红外 (LWIR) 和太赫兹 (THz) 光谱范围的特性的近期报告。它突出了这一新兴领域的新颖性，工程学与材料科学边界处活动的加剧，特别是在载流子产生、分离和提取方面，以及通过现代实验方法对基础科学理解的加深。严格考察了基于焦光电子效应 (PPE) 和局域表面等离子体共振 (LSPR) 效应同时作用的器件、光热电效应 (PTE) 辅助光电探测器 (PDs)、波导集成硅 -2D PDs、金属 -2D- 金属 PDs 以及有机材料 PDs。还简要讨论了利用各种计算方法研究用于光电探测应用的二维材料和异质结的理论处理。