用于超快能量收集与下一代电子学的磷烯异质结构纳米器件

过渡金属二硫属化物作为薄层半导体在晶体管技术应用中近来展现出巨大前景。过渡金属二硫属化物为研究磷烯这一高效可调谐超材料提供了独特视角。由于磷烯在环境条件下缺乏空气稳定性，磷烯-过渡金属二硫属化物异质结构纳米器件在很大程度上仍未被探索。本研究考察了一种新颖的纳米制造技术，该技术有效增强了类石墨烯磷烯的空气稳定性和实际可扩展性。首先通过微机械剥离和干法转移方法设计并合成了磷烯-WS2 异质结构。利用电子束光刻制造了一种新颖的伞形接触，将电阳极延伸到磷烯异质结区域。采用扫描电子显微镜、拉曼光谱、栅极输运和光电流响应技术对器件进行了物理和电子表征。具有延伸阳极接触的器件在较长时间内保持功能，表明该接触防止了磷烯在环境条件下的降解。通过电流响应获得的初步结果表明，该异质结具有高速晶体管特性。这项工作表明，利用新颖的接触纳米制造技术，磷烯具有前所未有的寿命和实际可扩展性。该纳米器件的潜在应用包括下一代电子器件、光电探测器、储能器件和光伏电池。