利用金刚石-MoS$_2$异质结的自供电、超薄、柔性、可扩展紫外探测器
仪器与探测器
2025-07-21 v1
摘要
随着太空探索、环境监测和农业生产对紫外(UV)传感需求的不断增长，需要兼具环境适应性和机械鲁棒性的探测器。金刚石因其高带隙和紫外吸收、卓越的机械/化学鲁棒性以及优异的热稳定性，成为面向多种场景的下一代紫外探测极具前景的材料。然而，传统的金刚石基紫外探测器受限于刚性块体结构并依赖外部电源，这阻碍了其与弯曲和柔性平台的集成，并且由于辅助电源需求而使得器件可扩展性复杂化。为应对这些挑战，本文首次通过将MoS单层与超薄自支撑金刚石膜异质集成，展示了一种大规模、自供电、柔性的金刚石紫外探测器。所制备的器件在零外部偏压下工作，同时在220 nm处表现出94 mA W的高响应度和5.88 x 10 Jones的探测率。值得注意的是，机械弯曲能够实现金刚石膜的应变诱导带隙调制，从而允许动态可调的光响应——这是刚性金刚石对应物所不具备的能力。为验证其实用性和可扩展性，我们展示了一个3x3像素的概念验证紫外成像器。这种新开发的配置无疑将为新兴技术开辟通往可扩展、可集成、柔性且经济高效的紫外传感解决方案的新途径。
引用
@article{arxiv.2507.13909,
title = {Self-Powered, Ultra-thin, Flexible, and Scalable Ultraviolet Detector Utilizing Diamond-MoS$_2$ Heterojunction},
author = {Yicheng Wang and Jixiang Jing and Yumeng Luo and Xiaomin Wang and Kuan Liang and Changsheng Chen and Dong-Keun Ki and Ye Zhu and Zhongqiang Wang and Qi Wang and Kwai Hei Li and Zhiqin Chu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.13909},
year = {2025}
}