原子级薄MoS2层及其平面异质结的光响应
介观与纳米尺度物理
2016-07-05 v1 材料科学
摘要
MoS2单层展现出优异的光吸收和大的热电势，然而这也伴随着极强的激子结合能，导致复杂的光响应特性。我们研究了MoS2单层（1L）和双层（2L）器件，以及单层/双层（1L/2L）平面异质结和单层/少层/多层（1L/FL/ML）平面双异质结器件对扫描光激发的电学响应，以揭示这些材料和结中产生光电流的内禀机制。通过扫描激光光斑位置，获得了强烈的光响应调制，这是控制多种层依赖特性相对主导地位的结果，这些特性包括：(i) 光电效应（PE），(ii) 光热电效应（PTE），(iii) 激子效应，(iv) 来自金属的热光电子注入，以及 (v) 载流子复合。单层和双层器件在激光聚焦于源极结时显示出峰值光响应，而在异质结构器件中，峰值位置移到了单层/多层结。当源极结被照射时，发现光响应依赖于入射光偏振，尽管这种偏振敏感性在单层/多层异质结处急剧降低。最后，我们研究了激光位置依赖的光电流瞬态响应，揭示了SiO2中源极结处的载流子俘获是决定二维光电探测器瞬态响应的关键因素，并且还表明，通过系统的器件设计，可以在异质结器件中避免这种俘获，从而实现快速的瞬态响应。所获得的见解将在设计基于二维TMDs的快速光电探测器及相关光电子和热电器件中发挥重要作用。
引用
@article{arxiv.1607.00620,
title = {Photoresponse of atomically thin MoS2 layers and their planar heterojunctions},
author = {Sangeeth Kallatt and Govindarao Umesh and Navakanta Bhat and Kausik Majumdar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.00620},
year = {2016}
}
备注
Nanoscale, 2016