基于二维层状石墨烯-黑磷异质结构的高效空气稳定红外探测器

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作者：scidown 发布时间：2021-07-17 18:57:42 文章标题：

基于二维层状石墨烯-黑磷异质结构的高效空气稳定红外探测器( Highly Efficient and Air-Stable Infrared Photodetector Based on 2D Layered Graphene-Black Phosphorus Heterostructure )

文章作者：

Y Liu BN Shivananju Y Wang Y Zhang W Yu S Xiao T Sun W Ma H Mu S Lin stability gain responsivity heterostructure graphene BP IR photodetector

文章简述：

少层黑磷(BP)的直接带隙和高载流子迁移率为该材料用于红外(IR)光探测提供了机会。然而，BP的空气稳定性差，与金属接触电阻大，对制备高效、长寿命的红外光电探测器提出了严峻的挑战。在这项工作中，我们展示了一个石墨烯-BP异质结构光电探测器具有超高响应度和长期稳定的红外波长。在我们的器件架构中，石墨烯的顶层不仅起到封装层的作用，而且还起到高效传输层的作用。在光照条件下，BP中产生的光激发电子-空穴对被分离并注入石墨烯，显著降低了BP与金属电极之间的肖特基势垒，实现了高效的光电流萃取。该石墨烯-BP异质结构光电晶体管在近红外波长(1550nm)处表现出长时间的光响应，具有超高的光响应率（可达3.3103AW-1)，光导增益（可达1.13109)，上升时间约为4 ms。考虑到BP的厚度相关带隙，这种材料是一种强大的光探测平台，能够在红外波段保持高性能，在遥感、生物成像和环境监测等领域具有潜在的应用前景。

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