Boosting the Sensitivity of WSe2 Phototransistor via Janus Interfaces with 2D Perovskite and Ferroelectric Layers

材料科学 光电子学 响应度 光电流 铁电性 杰纳斯 钙钛矿(结构) 光电探测器 暗电流 光电二极管 活动层 光电效应 半导体 纳米技术 图层(电子) 电介质 化学 薄膜晶体管 结晶学
作者
Tong Tong,Yuquan Gan,Weisheng Li,Wei Zhang,Haizeng Song,Hehe Zhang,Kan Liao,Jie Deng,Si Li,Ziyue Xing,Yu Yu,Yudi Tu,Wenhui Wang,Jinlian Chen,Jing Zhou,Xuefen Song,Linghai Zhang,Xiaoyong Wang,Shuchao Qin,Yi Shi
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (1): 530-538 被引量:24
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c09284
摘要

Hybrid systems have recently attracted increasing attention, which combine the special attributes of each constitute and create interesting functionalities through multiple heterointerface interactions. Here, we design a two-dimensional (2D) hybrid phototransistor utilizing Janus-interface engineering, in which the WSe2 channel combines light-sensitive perovskite and spontaneously polarized ferroelectrics, achieving collective ultrasensitive detection performance. The top perovskite (BA2(MA)3Pb4I13) layer can absorb the light efficiently and provide generous photoexcited holes to WSe2. WSe2 exhibit p-type semiconducting states of different degrees due to the selective light-operated doping effect, which also enables the ultrahigh photocurrent of the device. The bottom ferroelectric (Hf0.5Zr0.5O2) layer dramatically decreases the dark current, which should be attributed to the ferroelectric polarization assisted charge trapping effect and improved gate control. As a whole, our phototransistors show excellent photoelectric performances across the ultraviolet to near-infrared range (360-1050 nm), including an ultrahigh ON/OFF current ratio > 109 and low noise-equivalent power of 1.3 fW/Hz1/2, all of which are highly competitive in 2D semiconductor-based optoelectronic devices. In particular, the devices show excellent weak light detection ability, where the distinguishable photoswitching signal is obtained even under a record-low light intensity down to 1.6 nW/cm2, while showing a high responsivity of 2.3 × 105 A/W and a specific detectivity of 4.1 × 1014 Jones. Our work demonstrates that Janus-interface design makes the upper and lower interfaces complement each other for the joint advancement into high-performance optoelectronic applications, providing a picture to realize the integrated engineering on carrier dynamics by light irradiation, electric field, interfacial trapping, and band alignment.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
洋了个洋完成签到,获得积分10
刚刚
wenrui完成签到 ,获得积分10
1秒前
大神瓜完成签到,获得积分10
2秒前
张艳茹完成签到 ,获得积分10
2秒前
壮观的寒松完成签到,获得积分10
4秒前
innocent完成签到,获得积分10
4秒前
wenlong完成签到 ,获得积分10
5秒前
xzz完成签到,获得积分10
6秒前
panda完成签到,获得积分10
7秒前
xurui_s完成签到 ,获得积分10
7秒前
11秒前
阿策完成签到,获得积分10
11秒前
锂离子完成签到,获得积分10
13秒前
yuan完成签到,获得积分10
13秒前
易之完成签到,获得积分10
13秒前
孝顺的尔竹完成签到,获得积分10
14秒前
狂野未来发布了新的文献求助10
14秒前
未来完成签到 ,获得积分10
14秒前
不朽丶哀默完成签到,获得积分10
15秒前
flora完成签到,获得积分10
15秒前
Edward完成签到,获得积分10
16秒前
荔枝励志完成签到 ,获得积分10
18秒前
帅气的沧海完成签到 ,获得积分10
19秒前
5AGAME完成签到,获得积分10
20秒前
太阳花完成签到 ,获得积分10
20秒前
大猫不吃鱼完成签到,获得积分10
21秒前
共享精神应助狂野未来采纳,获得10
22秒前
不系舟完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
王高兴完成签到,获得积分10
27秒前
LiChard完成签到 ,获得积分0
27秒前
昧冒冰完成签到,获得积分10
27秒前
llee2005完成签到,获得积分10
27秒前
郑琦敏钰完成签到 ,获得积分10
28秒前
蓝精灵完成签到 ,获得积分10
30秒前
老实天真完成签到,获得积分10
30秒前
LXP发布了新的文献求助10
32秒前
lyf完成签到,获得积分10
32秒前
满意听云完成签到,获得积分10
33秒前
徐晚疯完成签到,获得积分10
33秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6554801
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8339327
关于积分的说明 17865309
捐赠科研通 5671928
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2940089
邀请新用户注册赠送积分活动 1915939
关于科研通互助平台的介绍 1785694