铁电材料调控下的MoS2超灵敏和宽波段探测器

摘要

近几年,由于二维材料的独特特性使其在纳米电子以及光电子器件领域受到越来越广泛的研究.以MoS2为代表的过渡金属硫化物具有一定的带隙,如MoS2的禁带宽度为1.2-1.8eV之间,非常适用于光电探测器件.然而,MoS2在光电探测应用中受限于背景载流子浓度,无法抑制暗电流,进而提高光电探测率,同时,又受限于带隙范围导致其无法实现红外探测.针对这些问题,将铁电聚合物材料P(VDF-TrFE)作为栅电介质制备出少层MoS2场效应管光电探测器件,利用铁电材料的极化作用不仅实现了对MoS2沟道中载流子的完全耗尽,而且在铁电材料极化后产生的超强局域电场作用下,可以使MoS2的禁带宽度变小.研究结果表明,铁电材料调控下的MoS2光电探测器件的探测率可达2.2×1012Jones,探测范围从可见到近红外(1550nm),对可见光的响应率高达2570A/W,并且具有低功耗、响应速度快、可靠性强等特点,为二维材料在光电子器件以及电子器件领域的开发和应用提供了新的思路和方法.