新型各向异性二维材料及异质结的光电器件研究

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本论文针对二维材料制备及其在光电探测器应用研究中存在的关键问题,按照材料生长—结构表征—器件性能测试的研究路线,针对几种典型的低维纳米材料的各向异性物理性质和偏振光探测等器件性能进行系统的研究,取得如下创新结果。1.通过物理气相沉积法(PVD)成功制备了高质量的Te纳米片和纳米线,制备了基于Te纳米片和纳米线的场效应晶体管。室温下Te纳米片的最高空穴霍尔迁移率可达1485 cm~2/Vs。2.成功合成了大尺寸超薄和高结晶质量的圆形Sn S0.5Se0.5纳米片。制备的基于Sn S0.5Se0.5纳米片光电晶体管展现出p型行为、强各向异性和优良的光电探测性能。3.成功制备了多层双极性Mo Te2/Bi2Se3异质结器件,发现该异质结在不同方向和偏压下具有不同的载流子传输机制;在光照下,具有出色的自驱动性能和405-1550 nm的宽谱探测能力。4.制备了Bi2O2Se/WSe2异质结光电晶体管,实现了高性能偏振灵敏光电探测,该器件表现出从405 nm到1064 nm的宽带响应光谱以及高响应度、快响应速度和高灵敏度等优异性能,最大光电流各向异性比为4.9。
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