氮掺杂MoS₂光电探测器

超灵敏广谱探测

通过周围同质结和氮掺杂引入非本征响应，该探测器在可见与短波红外波段同时实现高灵敏探测，突破了传统MoS₂器件仅限可见光的局限。

刘晓艳 · 朱嘉奇 · Shan, Yufeng · Liu, Changlong · Pan, Changyi · 张天宁 · Liu, Chixian · 邱峰 · Rahman, Saqib · 邓惠勇 · 戴宁

Advanced Science 2024

参数信息

响应度

6.94 × 10⁴ A W⁻¹

比探测率

1.21 × 10¹⁴ Jones

响应度

34 A W⁻¹

比探测率

5.92 × 10¹⁰ Jones

光开关比

10⁷

技术优势

拓宽到短波红外

通过氮掺杂在MoS₂带隙中引入附加能带，产生非本征响应，器件能够探测1550 nm短波红外光。

提升载流子分离

p-n同质结的形成促进了光生载流子的高效分离，从而提升器件的探测性能。

高光开关比

在栅压-27 V下获得约10⁷的最优光开关比，有利于弱光检测和成像对比度。

应用场景

• 光电探测：实现可见至短波红外的宽谱高灵敏探测，替代多器件组合。
• 光电成像：高开关比和响应度适合高对比度成像系统。
• 光子集成：可与波导集成，用于片上光子芯片。
• 短波红外传感：在1550 nm波段提供有效探测，用于短波红外传感。