带结构工程隧穿异质结用于高性能可见和近红外光探测

来源：中国科学材料

隧穿异质结因其先进的光学灵敏度、可定制的探测范围以及均衡的光电性能而正逐渐成为一种光电探测的通用体系结构。但是，现有的隧穿异质结主要在可见光波段工作，很少能实现近红外光探测。近日，华中科技大学翟天佑教授等人在Science China Materials上发表研究论文，利用具有互补带隙的WSe2和Bi2Se3（1.46和0.3 eV）设计了一种能同时实现高性能可见和近红外光探测的新型裂隙隧穿异质结。

图1 器件的结构和光学特性。

由于能带结构的重新排列，WSe2/Bi2Se3异质结构展现出了低于pA量级的暗电流和以隧穿为主的光电流。设计的隧穿异质结对532 nm可见光和1456 nm近红外光的比探测度高达7.9×1012和2.2×1010 Jones。

图2 隧穿异质结的光电特性。

本研究为构建用于高性能宽带光探测的范德瓦尔斯隧穿异质结构提供了一种新的带结构工程途径。

该研究成果最近发表于Science China Materials, 2020, 10.1007/s40843-020-1353-3。