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【成果介绍】
近红外光电探测器因其在夜视、环境监测、图像感知和军事检测等领域的广泛应用而成为研究热点。然而，传统红外偏振检测器由于光学系统笨重、成本高昂及外部偏振器固有的串扰问题，面临着诸多挑战。现有的探测器如SiGe、HgCdTe、InGaAs等，尽管应用广泛，但受制于严格的生长条件、复杂的制造工艺或需要低温操作的限制。因此，研究人员转向新型纳米材料的探索。
过渡金属二硫化物（TMDCs）作为一类有希望的材料，因其易于剥离、原子级薄度、高透明度及机械柔性，受到了广泛关注。在这些材料中，MoTe
2
因其较小的带隙和优越的空气稳定性脱颖而出，尤其是其具有两种稳定相：半导体2H相和半金属1T′相，后者因其不对称的原子结构展示出各向异性，适用于偏振光检测。尽管已有一些研究提出了不同结构的TMDCs异质结探测器，但仍需进一步改进其响应速度和各向异性比，以提高其检测效率和应用范围。
因此，为了克服这一问题，
北京信息科技大学Lianqing Zhu、Lidan Lu、皇家墨尔本理工大学Jianzhen Ou、
天津大学Chunhua An教授携手在“Advanced Functional Materials”期刊上发表了题为“Polarized Photodetectors Based on 2D 2H-MoTe
2
/1T'-MoTe
2
/MoSe
2
Van Der Waals Heterojunction”的研究论文。本研究提出了一种新型的2H-MoTe
2
/1T′-MoTe
2
/MoSe
2
异质结构光电探测器。通过设计PN结和利用
1T′-MoTe
2
层的光敏性能，实现了在广泛光谱范围内的高效光响应和优异的偏振光检测能力。该研究展示了器件在光电流各向异性比、响应率、检测率和外量子效率等方面的显著优势，为未来基于二维范德瓦尔斯材料的先进光电子器件开辟了新的研究方向和应用前景。
【研究亮点】
1. 实验的主要发现：
n
本研究首次报道了基于过渡金属二硫化物的2H-MoTe
2
/1T′-MoTe
2
/MoSe
2
结构的类型Ⅱ异质结。
n
该异质结构展示出自驱动光电流的特性，无需外部偏置或栅极电压。
2. 实验的主要结果：
n
利用MoSe
2
和2H-MoTe
2
构成的PN结，有效促进了光生电子空穴对的快速分离。
n
介于的
1T′-MoTe
2
层极大增强了激子的解离效率，并作为红外偏振光的敏感光敏剂。
n
该异质结构在532–1550 nm的广谱光区间内展现出优异的光响应特性，利用
1T′-MoTe
2
的各向异性成功实现了偏振光的高效检测。
n
设备表现出卓越的响应率（0.76 A W
−1
）、高达3 × 10
9
Jones的检测率、以及71%的外量子效率。
n
快速的上升和下降响应速度（分别为13毫秒/10毫秒）进一步证明了器件在光电探测方面的出色性能。
【图文解读】
图1：2H-MoTe
2
/1T′-MoTe
2
/MoSe
2
异质结构的结构图和表征。
图2.
2H-MoTe
2
/1T′-MoTe
2
/MoSe
2
异质结构的示意图。
图3. 2H-MoTe
2
/1T′-MoTe
2
/MoSe
2
单材料的电学性质。
图4. 2H-MoTe
2
/1T′-MoTe
2
/MoSe
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异质结构的光响应。
图5. 2H-MoTe
2
/1T′-MoTe
2
/MoSe
2
异质结构的线偏光特性。
【结论展望】
本文利用二维范德瓦尔斯材料构建了一种新型光电探测器，即基于2H-MoTe
2
/1T'-MoTe
2
/MoSe
2
异质结的结构。这一设计充分利用了材料层间的类型II能带结构，其中底部的N-MoSe
2
和顶部的P-MoTe
2
