Другие оптически активные двумерные гетероструктуры от Университета Монаша

В то же время команда обнаружила два других оптически активных 2D-паринга: WSe.₂ – SnSe₂и черный фосфор с MoS₂.

Все пары удерживаются в стопках силой Ван-дер-Ваальса — той же силой, которая удерживает слои графена вместе в графите — которая стягивает слои вместе, оставляя узкий зазор, через который могут взаимодействовать ленточные структуры противоположных материалов.

ВСе₂ – SnSe₂

Сложенный WSe₂ и SnSe₂как продемонстрировали исследователи, имеет механизм переноса заряда, которым можно управлять, чтобы иметь положительную или отрицательную фоточувствительность, используя свет или электрическое поле вне плоскости.

Моделирование зонной структуры, зависящее от электрического поля, в проекте предполагает, что это связано с характером выравнивания зон на границе раздела, которое меняется с выравнивания типа II (термоэлектронный перенос) на тип III (туннелирование), и именно это переключает фототок. активность от положительной к отрицательной.

С переключением на туннелирование увеличивается скорость отклика в 10 000 раз (до ~ 1 мкс) и повышается чувствительность, которую можно включать и выключать с помощью транзисторного смещения электрического поля.

«В этом исследовании у прототипов устройств экспериментально наблюдалась высокая отрицательная чувствительность и быстрое время отклика, что стимулирует дальнейшую разработку устройств на основе 2D-материалов для практических приложений», — сказал Монаш.

Черный фосфор с MoS₂

С другим 2D соединением, черным фосфором и MoS₂полярность фотопроводимости показала зависимость от длины волны (график слева).

Отрицательная фотопроводимость наблюдается на выбранных длинах волн выше края поглощения MoS.₂ можно было бы контролируемо и обратимо настроить на положительную фотопроводимость на более низких длинах волн.

MoS₂ в этом случае был в форме чешуи, и длина волны, при которой положительное поведение менялось с положительного на отрицательное, зависела от толщины чешуи, а также могла зависеть от транзисторного электростатического стробирования или лазерного освещения.

«Расчеты зонной структуры в зависимости от толщины, проведенные исследователями из Монаша, ясно показали возможность увеличения рекомбинации носителей заряда для определенных толщин, что может привести к отрицательной фотопроводимости», — говорится в сообщении университета.

Команда рассматривает практические приложения для широкополосного фотодетектирования и потенциально многоуровневой оптоэлектронной логики или памяти.

'Перестраиваемый по полярности фототок за счет выравнивания полос в быстродействующем диоде WSe2/SnSe2 с большой отрицательной чувствительностью' опубликовано в ACS Nano

'Управляемое длиной волны переключение полярности фототока в гетероструктуре BP-MoS' опубликовано в Advanced Functional Materials