二硫化钼同质结构筑与自供电光电效应研究

二维二硫化钼(MoS_(2))自供电光电探测器具有小尺寸、低重量、低功耗(SWaP)的优势,在物联网、医疗和军事等领域有重要的应用前景.离子注入可以调控半导体材料的能带结构,是构筑自供电同质结器件的工艺之一.然而,对于纳米级厚度的MoS_(2),离子注入会损伤甚至刻蚀材料,导致MoS_(2)同质结器件构筑面临挑战.本文通过优化离子注入工艺,成功构筑MoS_(2)范德瓦尔同质结型器件,并开展自供电光电效应研究.该器件理想因子达到0.98,拥有良好的输运性质;在450 nm光照下光电响应度为11 mA/W,达到同类器件较高水平.本研究为传统成熟半导体工艺在新型二维光电探测领域的布局提供参考.

二氧化硅光栅耦合增强二硫化钼1550nm红外光电效应

二硫化钼(MoS_(2))作为最有前景的二维半导体材料之一,在光电子器件领域具有广泛的应用前景.而多层MoS_(2)带隙宽度为1.20 eV,导致其在1033 nm以上波长的光吸收弱,影响其在更长波长范围的光电探测.介质光栅工程作为一种光学调控手段,可有效调控光的局域场强和电场分布,从而增强光与物质相互作用.本研究利用二氧化硅(SiO_(2))介质光栅工程对MoS_(2)晶体管进行调控,以探究其在1550 nm下的光电效应.研究发现,在MoS_(2)沟道区域耦合SiO_(2)介质光栅可将晶体管迟滞电压从1.68 V降至0 V;在10 mW/cm^(2)光照下,SiO_(2)光栅所形成的局域电场使器件载流子迁移率从3.52 cm^(2)/(V·s)提高至5.67 cm^(2)/(V·s);与此同时,光栅结构的耦合将MoS_(2)晶体管光响应从162 mA/W提高至263 mA/W.上述工作进一步推动了二维半导体介质光栅工程的研究和发展,并为二维材料在1033 nm以上波长光电子器件的发展提供了参考.