【摘 要】
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二维过渡金属硫属化合物（2D TMDCs）是当前光电材料的研究热点之一,其优异的光电转化特性使其在新型探测器的研究取得长足的进步。当前,2D TMDCs基光电探测器面临制备工艺复杂,光谱调控等性能提升等实际应用问题。本文拟构建硅兼容的、光谱可调的TMDCs/Si双极性异质结光探测器,选取二硒化钼（MoSe2）和二硫化钨（WS2）为研究对象,利用脉冲激光沉积（PLD）法在Si衬底上制备了大面积的高质
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二维过渡金属硫属化合物（2D TMDCs）是当前光电材料的研究热点之一,其优异的光电转化特性使其在新型探测器的研究取得长足的进步。当前,2D TMDCs基光电探测器面临制备工艺复杂,光谱调控等性能提升等实际应用问题。本文拟构建硅兼容的、光谱可调的TMDCs/Si双极性异质结光探测器,选取二硒化钼（MoSe2）和二硫化钨（WS2）为研究对象,利用脉冲激光沉积（PLD）法在Si衬底上制备了大面积的高质量2H相MoSe2和1T相WS2薄膜,通过TMDCs厚度及2H-MoSe2/Si/1T-WS2双极性异质结结构的调控,实现了高响应速度的双极性异质结紫外-近红外（UV-NIR）双波段光电探测器的可控构筑,主要研究内容及成果如下:（1）首次利用PLD方法在双抛光Si衬底上分别原位生长具有高晶体质量的层状2D 2H-MoSe2和1T-WS2薄膜,通过控制薄膜沉积时间、温度、脉冲激光的能量和频率等实验参数实现薄膜的物相、光吸收以及厚度的可控制备。（2）在制备好的2D TMDCs薄膜上转移石墨烯电极,成功构建了2H-MoSe2/Si/1T-WS2双极性双面异质结光电探测器。研究发现,器件具有254～365 nm和808～1064 nm窄带UV-NIR双波段优异的光响应特性,器件的响应速度高达1.28μs,-3dB带宽接近70 kHz,快于当前报道的大部分2D TMDCs/Si异质结光探测器。器件的UV-NIR双波段响应主要是由于2D TMDCs光电特性的调控及双面异质结的结构设计。（3）利用异质结结深对光响应特性的影响机理,通过调控TMDCs材料厚度等,实现了2H-MoSe2/Si/1T-WS2双极性异质结UV-NIR光谱响应调控。构建的2H-MoSe2/Si异质结,通过控制MoSe2的厚度,实现了从窄带紫外响应到1550 nm近红外宽光谱响应的调控,器件的探测率高达1.4×1014 Jones,响应速度达120 ns。可与商用Si光电二极管媲美,并利用密度泛函理论（DFT）分析了器件的1550 nm光响应机制。2D TMDCs/Si的双极性异质结器件的构建为二维材料在双波段光探测领域提供了重要参考。
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