P–N Junction Diode Using Plasma Boron-Doped Black Phosphorus for High-Performance Photovoltaic Devices

材料科学 光电子学 等离子体 二极管 兴奋剂 光伏系统 黑磷 p-n结 工程物理 纳米技术 半导体 电气工程 化学 工程类 物理 有机化学 量子力学
作者
Dae-Kyoung Kim,Seok-Bo Hong,Kwangsik Jeong,Changmin Lee,Hyoungsub Kim,Mann‐Ho Cho
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
被引量:40
标识
DOI:10.1021/acsnano.8b07730
摘要

This study used a spatially controlled boron-doping technique that enables a p–n junction diode to be realized within a single 2D black phosphorus (BP) nanosheet for high-performance photovoltaic application. The reliability of the BP surface and state-of-the-art 2D p–n heterostructure's gated junctions was obtained using the controllable pulsed-plasma process technique. Chemical and structural analyses of the boron-doped BP were performed using X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscopy, and first-principles density functional theory (DFT) calculations, and the electrical characteristics of a field-effect transistor based on the p–n heterostructure were determined. The incorporated boron generated high electron density at the BP surface. The electron mobility of BP was significantly enhanced to ∼265 cm2/V·s for the top gating mode, indicating greatly improved electron transport behavior. Ultraviolet photoelectron spectroscopy and DFT characterizations revealed the occurrence of significant surface charge transfer in the BP. Moreover, the pulsed-plasma boron-doped BP p–n junction devices exhibited high-efficiency photodetection behavior (rise time: 1.2 ms and responsivity: 11.3 mA/W at Vg = 0 V). This study's findings on the tunable nature of the surface-transfer doping scheme reveal that BP is a promising candidate for optoelectronic devices and advanced complementary logic electronics.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
harrision发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
黑眼圈完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
开朗的课完成签到,获得积分10
2秒前
cc完成签到 ,获得积分10
2秒前
英姑应助ning_yang采纳,获得10
2秒前
shin完成签到,获得积分20
3秒前
温柔乌完成签到 ,获得积分10
3秒前
l123完成签到,获得积分10
3秒前
滕擎发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
6秒前
LX2xeK完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
刘放发布了新的文献求助10
7秒前
null应助姚增楠采纳,获得10
7秒前
剑影发布了新的文献求助10
7秒前
小胡发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
温柔乌关注了科研通微信公众号
8秒前
yunxi完成签到 ,获得积分10
8秒前
Xianhe完成签到,获得积分10
9秒前
Wind应助mdbbs2021采纳,获得10
9秒前
Hello应助小鹿采纳,获得10
10秒前
小猫来啦完成签到,获得积分10
10秒前
harrision完成签到,获得积分10
11秒前
矫健发布了新的文献求助10
11秒前
11发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
he发布了新的文献求助10
12秒前
李健应助lilu采纳,获得10
12秒前
Agan发布了新的文献求助10
13秒前
彭于晏应助昏睡的嵩采纳,获得10
13秒前
suodeheng完成签到,获得积分10
13秒前
蓝桉完成签到,获得积分10
13秒前
隐形曼青应助善良的以亦采纳,获得10
14秒前
曾建发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Voyage au bout de la révolution: de Pékin à Sochaux 700
Metals, Minerals, and Society 400
International socialism & Australian labour : the Left in Australia, 1919-1939 400
Bulletin de la Societe Chimique de France 400
Assessment of adverse effects of Alzheimer's disease medications: Analysis of notifications to Regional Pharmacovigilance Centers in Northwest France 400
Conjugated Polymers: Synthesis & Design 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4289769
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3816785
关于积分的说明 11953122
捐赠科研通 3460901
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1898293
邀请新用户注册赠送积分活动 946764
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 849881