摘要：工作在短波红外区域的光电探测器因其在商业和军事领域的广泛应用而备受重视,窄带隙二维层状材料(2DLM)被认为是构筑下一代高性能红外光电探测器的潜在候选者.然而,这类材料在原子级厚度时光吸收较弱,致使其探测性能难以满足实际需求.在本文中,我们提出了一种通过集成具有优异光吸收特性的金属有机骨架(MOF)纳米粒子和高迁移率的2DLM来设计高性能短波红外光电探测器的策略,并通过构筑MOF/2DLM(Ni-CAT-1/Bi_(2)Se_(3))混合异质结光电探测器演示了该策略的可行性.由于光生载流子从MOF转移到Bi_(2)Se_(3),集成在Bi_(2)Se_(3)层上的MOF纳米颗粒使异质结的光电流增加了2-3个数量级.该混合异质结光电探测器在1500 nm光照下的响应度和探测度分别达4725 A W^(−1)和3.5×10^(13) Jones.如此优异性能主要源于增强的光吸收和光门控效应的协同作用.本文提出的集成MOF光敏材料和2DLM的策略为未来构建高性能短波红外光电探测器提供了思路.

摘要：二维(2D)三元材料近年来如雨后春笋般兴起,由于其物理性质能够通过调整化学计量比来实现自由设计而被认为在光电子学中具有重要的应用前景.然而,具有良好化学计量比的高质量二维三元材料的可控制备仍然面临挑战,严重阻碍了它们进一步的发展和在未来器件中的应用.本文中,我们通过一种常压固体源热蒸发法在云母衬底上制备了厚度薄至4 nm,横向尺寸约为60μm的三元Bi_(2)Te_(2)Se(BTS)薄片.通过变温拉曼光谱和导电性测量研究了二维BTS的声子振动和电传输特性.进一步地,基于二维BTS的光电探测器表现出优异的光电响应特性,其光开关比在365 nm光照下约为1300,光谱响应范围宽至365–980 nm,同时其响应速度快至2μs.此外,栅极电压能够有效调控BTS的电输运和光电性能,从而将980 nm下的红外响应度和光开关比提高至2.74 A W^(-1)和2266.我们的工作介绍了一种有效获得二维BTS薄片的方法,并展示了其在光电领域良好的应用前景.