ACS Appl. Mater. Interfaces：具有2D范德华超结构接触的光电晶体管，用于高性能光敏性

成果介绍

半导体过渡金属硫族化合物（TMDs）具有优异的光电子性能，是光电晶体管的优良沟道材料，在未来光电子学领域具有广阔的应用前景。然而，高性能光电探测的实现一直受到与电接触有关挑战的阻碍。

有鉴于此，近日， 台湾国立清华大学Chao-Hui Yeh等引入了一种光电晶体管架构，其中WS ₂ 沟道与交替WS ₂ -WSe ₂ 条带超结构相连 。由于超结构内II型交错能带排列，光照触发光激发电子和空穴的有效分离。因此，在光照下，接触区域呈现出简并掺杂的n ⁺ WS ₂ 和p ⁺ WSe ₂ 条带，导致与金属电极的接触电阻率最小。所得WS ₂ 光电晶体管的响应率为2.4×10 ⁶ mA/W，探测率为2.6×10 ¹² Jones。此外，时间分辨测量揭示了持久光电导的缺失。本文提出的光电晶体管结构为高性能光电探测提供了一条途径，有效地超越了以前与电接触相关的限制。

图文导读

图1. 具有II型超结构的WS ₂ -WSe ₂ SMS光电晶体管的示意图。

图2. 半微细带的光学表征及XPS核心能级。

图3. WS ₂ -WSe ₂ SMS光电子器件的层间电荷转移和扫描光响应。

图4. WS ₂ -WSe ₂ SMS光电晶体管的光电特性。

图5. WS ₂ -WSe ₂ SMS光电晶体管的TLM结果和时间响应。

图6. WS ₂ 基光电探测器在响应率和探测率方面的比较。

文献信息

Two-Dimensional Phototransistors with van der Waals Superstructure Contacts for High-Performance Photosensing

（ ACS Appl. Mater. Interfaces , 2025, DOI:10.1021/acsami.4c16883）

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c16883

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