F₄-TCNQ掺杂WSe₂/ReS₂异质结

光探测速度提升一个数量级

通过表面电荷转移掺杂构建p-i-n结构，在自供电模式下同时实现高响应度和微秒级快速响应。

Zhang, Yaxin · 吴章婷 · Zeng, Peiyu · Wang, Wenhui · 江源 · 郑辉 · 郑鹏 · Zheng, Liang · 张阳

ACS Applied Materials & Interfaces 2023

具体参数

响应度

{'zh': '0.29', 'en': '0.29'} A/W

外量子效率

{'zh': '46.29', 'en': '46.29'} %

响应时间

{'zh': '7.56/6.48', 'en': '7.56/6.48'} μs

−3 dB截止频率

{'zh': '85', 'en': '85'} kHz

技术优势

速度提升一个数量级

p-i-n结构拓宽了耗尽层宽度，使光伏响应时间缩短至7.56/6.48 μs，−3 dB带宽>85 kHz。

不损伤晶格

表面电荷转移掺杂是一种简单高效的掺杂方法，不会破坏低维材料的晶格结构。

自供电工作

器件在光伏模式下工作，无需外加偏压，即可在785 nm光照下实现高灵敏度探测。

应用场景

• 高速光电探测器：响应时间微秒级，可直接替代传统慢速探测器。
• 弱光成像：高比探测率（8.02×10¹² Jones）适合极弱光信号捕捉。
• 柔性光电子器件：二维材料异质结构可转移至柔性衬底，实现可弯折探测器。
• 高速光通信：−3 dB带宽>85 kHz，满足中低速光通信需求。
• 二维材料异质结：展示表面掺杂作为异质结性能调控的通用方法。