基于MXene-Si异质结光电探测器及其界面优化策略研究

针对二维(2D)/三维(3D)异质结光电探测器中,由无序界面状态引起的暗电流增大问题,提出了一种将MXene原位氧化为TiO_(2)的界面性能优化策略.通过氧等离子体处理MXene,制备了MXene/TiO_(2)/Si垂直异质结构,其中MXene作为透明电极,与n型Si形成肖特基接触,利用内建电场促进光生载流子的抽取与分离.利用截面元素表征与能带对齐理论对该异质结构进行分析,证明原位氧化引入TiO_(2)阻挡层,优化了MXene与Si的界面性能.测试结果表明,优化后光电探测器件暗电流降低了一个数量级,实现了470 nm波长光照下响应时间0.72 ms和光响应度高达524.8mA/W.