【摘 要】
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光探测器是将光信号转换成电信号（如光电流和光电压）的光电子器件,是光通信系统中对光信号进行接收和转换的不可或缺的重要器件,广泛应用于成像、通讯、探测等领域。目前,光电探测器的一个重要发展方向是集成化,这就要求人们不断开发超高速、低成本、大规模生产和集成化的光电探测器。二维（2D）材料因其显著的光耦合效应、机械柔韧性、易于多功能集成化等多种优点,被认为是构建新型光探测器的理想候选材料。本文以二维二硫
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光探测器是将光信号转换成电信号（如光电流和光电压）的光电子器件,是光通信系统中对光信号进行接收和转换的不可或缺的重要器件,广泛应用于成像、通讯、探测等领域。目前,光电探测器的一个重要发展方向是集成化,这就要求人们不断开发超高速、低成本、大规模生产和集成化的光电探测器。二维（2D）材料因其显著的光耦合效应、机械柔韧性、易于多功能集成化等多种优点,被认为是构建新型光探测器的理想候选材料。本文以二维二硫化钛（TiS2）为对象,对其有效制备方法和光电性能进行了研究,并初步构建了基于二维TiS2纳米片的柔性光电探测原型器件。主要研究内容如下:1.采用超声辅助液相剥离方法成功制备了二维TiS2纳米片,并且对其形貌和微观结构进行了表征。将二维TiS2纳米片作为光阳极,构建了光电化学型（PEC）光电探测器件;研究发现其零偏压下的光电流密度可达42.7 n A·cm-2,并拥有较快的光响应时间（上升时间为0.26 s,下降时间为0.58 s）。在0.4 V偏压、光照强度为40 m W·cm-2的情况下,最大光响应度为2.34μA·W-1。此外,构筑的PEC型光电探测器由于固液接触在接触界面形成了内部电场,展现出自供电的特点,并保持较好的循环稳定性（超过1000 s）。该部分研究内容为二维TiS2的高效制备和光电领域应用开发提供了一定的实验基础和技术依据。2.为了实现基于二维TiS2纳米片的PEC型光电探测器件的小型化和实际应用,以柔性导电材料作为基底,使用同样的方法制备光阳极工作电极,构筑了柔性PEC型光电探测器。研究该器件在不同偏压和不同光强下的光响应性能发现,该柔性光电探测器展现出优良的光响应行为,且其光电流的值与光照强度也存在一定的依赖性,并能够通过改变偏置电压来调制光电流大小;循环稳定性测试发现,该器件在持续工作600 s后仍保持着稳定的光开关行为。测试该器件在弯曲状态下的运行能力,发现其在不同弯曲角度下都具有明显的光开关现象,并且当器件从弯曲情况恢复到初始状态时,光电流密度恢复到初始值,证明该柔性PEC型光电探测器具有良好的柔性性能。该部分研究结果为新型柔性光电子材料和器件的开发提供了一定的技术依据。
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