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Interface engineering of MoS₂/WSe₂ heterojunctions for ultrafast photodetectors with high responsivity
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| 其它 | 摘要：二维过渡金属硫族化合物（TMDs）异质结因优异的光电特性，在下一代超小型光电探测器中极具潜力。然而，传统 TMDs 异质结存在界面态密度高、载流子复合快的问题，导致器件响应速度慢（通常 > 10 μs）、响应度低，限制其实际应用。本研究通过 “原子层沉积（ALD）制备 Al₂O₃界面修饰层” 的策略，对 MoS₂/WSe₂垂直异质结进行界面调控：修饰后的异质结界面态密度从 1.2×10¹³ cm⁻² 降至 2.5×10¹² cm⁻²，载流子寿命从 0.8 ns 延长至 5.2 ns；基于该异质结的光电探测器，在 532 nm 激光照射下（功率密度 10 μW cm⁻²），响应速度达 0.8 μs（上升时间）和 1.1 μs（下降时间），较未修饰器件提升 10 倍以上；同时响应度达 850 A W⁻¹，比商用 Si 基光电探测器高 3 个数量级；且在连续激光照射（100 h）后，器件性能衰减率仅 5%，稳定性显著提升。该研究为 TMDs 异质结光电器件的界面优化提供了普适性方法，推动其向高频、高灵敏光电应用迈进。 |
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