中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所紅外物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室胡偉達(dá)、王建祿等研究人員在利用鐵電聚合物極化對二維半導(dǎo)體帶隙調(diào)控及其高性能光電探測方面取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表在Advanced Materials(Advanced Materials 27, 6575–6581 (2015),DOI: 10.1002/adma.201503340)上,并被編輯選為期刊卷首(DOI: 10.1002/adma.201570283)。
近年來,二維半導(dǎo)體材料在光電探測領(lǐng)域的研究受到高度關(guān)注?;趫鲂?yīng)管結(jié)構(gòu),利用外置柵壓耗盡二維半導(dǎo)體溝道的載流子,是該類光電器件實(shí)現(xiàn)高靈敏探測主要途徑。胡偉達(dá)、王建祿等構(gòu)建了鐵電聚合物P(VDF-TrFE)替代傳統(tǒng)氧化物的鐵電場效應(yīng)結(jié)構(gòu),利用鐵電極化形成的內(nèi)建電場耗盡溝道載流子,實(shí)現(xiàn)了低功耗、高可靠性、高靈敏光電探測器的制備(器件探測率達(dá)2.2×1012 Jones,λ=635nm)。此外,鐵電極化形成的巨內(nèi)建電場,可使得二維過渡金屬硫?qū)倩衔锉砻嬷貥?gòu),從而實(shí)現(xiàn)了對二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)的調(diào)控,進(jìn)而延展了過渡金屬硫?qū)倩衔锒蚧f光電探測波長,探測截至波長從850nm延伸至1550nm的短波紅外。這項(xiàng)工作提供了利用鐵電極化局域場操控二維材料能帶結(jié)構(gòu)及光電特性新方法,為推進(jìn)二維材料在光電子器件及電子器件等領(lǐng)域的應(yīng)用都具有重要意義。
該項(xiàng)工作得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部和中科院的經(jīng)費(fèi)支持。