ACS Nano：多层范德华异质结中的动量-直接红外层间激子和光探测

低维昂维 · 公众号 · 科技创业科技自媒体 · 2024-12-12 14:42

主要观点总结

文章介绍了苏州大学李孝峰教授等合作团队在II型范德华异质结（vdWH）上的新研究成果。他们成功构建了多层WSe2/InSe vdWH，这种vdWH承载动量直接IX，并在室温下表现出近红外层间吸收。研究内容包括功率和温度相关的光致发光光谱分析，并制备了一种近红外vdWH光电探测器，具有强光浮栅效应调制。此外，文献还介绍了上海昂维科技有限公司提供的二维材料单晶和薄膜等耗材以及微纳加工服务。

关键观点总结

关键观点1: 合作团队提出并构建了多层WSe2/InSe vdWH

该vdWH承载动量直接IX，并在室温下表现出近红外层间吸收。

关键观点2: 进行了功率和温度相关的光致发光光谱分析

提取了IX结合能为43±5 meV，并通过第一性原理密度泛函理论计算进行了验证。

关键观点3: 制备了一种近红外vdWH光电探测器

该探测器具有强光浮栅效应调制，最佳光响应率、比探测率和响应时间分别为33 A W -1 、1.8×10 10 Jones和3.7 μs。

关键观点4: 文献介绍了关于光电探测器的成像能力测试

通过将光电探测器集成到单像素成像系统中进行测试，展示了构建承载动量直接IX的红外响应vdWH的可能性。

关键观点5: 其他相关信息

文章还包括关于文献信息“Mobility Enhancement of Strained MoS2 Transistor on Flat Substrate”的介绍，以及上海昂维科技有限公司提供的二维材料相关产品和服务。

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成果介绍

在II型范德华异质结（vdWH）中，可以形成空间分离的电子-空穴对准粒子层间激子（IX）。迄今为止，在异质层和同质层过渡金属硫族化合物中研究最广泛的IX具有动量间接和可见的层间复合。然而，动量直接IX发射和层间吸收，特别是在红外中，对激子器件至关重要，但仍未得到充分的探索。

有鉴于此，近日，苏州大学李孝峰教授，杨炯教授和上海大学奚晋扬副研究员（共同通讯作者）等合作提出并构建了多层WSe ₂ /InSe vdWH，该vdWH承载动量直接IX，并在室温下表现出近红外层间吸收，通过第一性原理密度泛函理论计算进行了验证。本文进行了功率和温度相关的光致发光光谱分析，并提取了IX结合能为43±5 meV。此外，本文通过Stark效应操控IX发射，并将其能量调节为180 meV。利用层间直接吸收的优势，本文制备了一种强光浮栅效应调制的近红外vdWH光电探测器，在1150 nm处获得的最佳光响应率、比探测率和响应时间分别为33 A W ^-1 、1.8×10 ¹⁰ Jones和3.7 μs。此外，本文通过将光电探测器集成到单像素成像系统中来测试其成像能力。本文的工作展示了构建承载动量直接IX的红外响应vdWH的可能性，有望用于未来光电应用的激子器件。