High-Responsivity and Broadband MoS2 Photodetector Using Interfacial Engineering

材料科学 光电探测器 响应度 光电子学 异质结 基质(水族馆) 海洋学 地质学
作者
Zhong Chen,Qianqian Wu,Ding Yang,Xiumei Zhang,Wenhui Wang,Xitao Guo,Zhenhua Ni,Liangliang Lin,Zhengyang Cai,Xiaofeng Gu,Shuzhang Xiao,Haiyan Nan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (39): 46236-46246 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acsami.3c09322
摘要

Combining MoS2 with mature silicon technology is an effective method for preparing high-performance photodetectors. However, the previously studied MoS2/silicon-based heterojunction photodetectors cannot simultaneously demonstrate high responsivity, a fast response time, and broad spectral detection. We constructed a broad spectral n-type MoS2/p-type silicon-based heterojunction photodetector. The SiO2 dielectric layer on the silicon substrate was pretreated with soft plasma to change its thickness and surface state. The pretreated SiO2 dielectric layer and the silicon substrate constitute a multilayer heterostructure with a high carrier concentration and responsiveness. Taking silicon-based and n-type MoS2 heterojunction photodetectors as examples, its responsivity can reach 4.05 × 104 A W1– at 637 nm wavelength with a power density of 2 μW mm–2, and the detectable spectral range is measured from 447 to 1600 nm. This pretreated substrate was proven applicable to other n-type TMDCs, such as MoTe2, ReS2, etc., with certain versatility.
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