基于硒掺杂黑磷薄片的太赫兹热电光电探测器
介观与纳米尺度物理
2019-03-08 v1 光学
摘要
块体黑磷的化学掺杂是降低表面氧化与降解的公认方法。在此，我们报道了由天线耦合场效应晶体管（FET）构成的太赫兹频率探测器的制备，其有源沟道为硒掺杂黑磷。我们的器件在SiO2封装的FET中展现出1780 cm2V-1s-1的室温空穴迁移率最大值。在3.4 THz处观测到3 V/W的室温响应度，噪声等效功率为7 nWHz-1/2，与同频率下最先进的室温光电探测器相当。因此，在黑磷晶体生长过程中引入硒掺杂可优化远红外FET的输运与光学性能，在开发基于黑磷的电光器件方面具有高潜力。我们还证明薄片的厚度可根据目标应用进行调节。具体而言，较厚薄片（>80 nm）适用于对高迁移率与高速度有关键需求的应用，较薄薄片（<10 nm）更适合要求高开关比的应用，而由于更大的载流子密度可调性，30–40 nm厚的薄片在太赫兹光电探测中表现最佳。
引用
@article{arxiv.1903.02955,
title = {Thermoelectric terahertz photodetectors based on selenium-doped black phosphorus flakes},
author = {Leonardo Viti and Antonio Politano and Kai Zhang and Miriam Serena Vitiello},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.02955},
year = {2019}
}
备注
8 pages, 4 figures. This is the pre-peer reviewed, authors' version of the Nanoscale article, published in its final form at doi: 10.1039/c8nr09060b