Kaksiulotteiset siirtymämetallidikalkogenidit (2D-TMD:t) ovat herättäneet paljon huomiota optoelektroniikan alalla niiden viritettävissä olevien kaistanleveyksien, voimakkaan vuorovaikutuksen valon kanssa ja valtavien mahdollisuuksiensa ansiosta kehittää monipuolisia van-der-Waalsin (vdWH) -heterostruktuureja (van der Waals heterostructructures – vdWH:t) muiden materiaalien kanssa. Molybdeenidisulfidin (MoS2) atomikerrokset, joilla on suuri kantajien liikkuvuus ja optinen läpinäkyvyys, soveltuvat hyvin ultralaajakaistaisten valodetektoreiden kehittämiseen, joita voidaan käyttää valvonnasta ja terveydenhuollosta optiseen viestintään. Tässä katsauksessa esitellään lyhyesti TMD-pohjaiset valonilmaisimet ja keskitytään yksinomaan MoS2-pohjaisiin valonilmaisimiin. Tutkimuksen nykyiset edistysaskeleet osoittavat, että atomikerroksisen MoS2:n fotovastetta voidaan parantaa merkittävästi lisäämällä sen varauksenkuljettajien liikkuvuutta ja valon absorptiota muodostamalla MoS2-pohjaisia plasmonisia nanorakenteita, halogenidiperovskiitti-MoS2-heterostruktuureja, 2D-0D MoS2/kvanttipisteitä (QD) ja 2D-2D MoS2-hybridi-vdWH:ita, kemiallista dopingia ja MoS2:n atomikerrosten pinnan funktionalisointia. Hyödyntämällä näitä erilaisia integrointistrategioita MoS2-hybridiheterorakenteisiin perustuvilla valonilmaisimilla oli huomattavan korkea fotoresponsiivisuus, joka vaihteli mA W-1:stä 1010 A W-1:een, havaittavuus 107:stä 1015:een Jonesiin ja fotoresponsiivisuusaika sekunneista (s) nanosekunteihin (10-9 s), jotka vaihtelivat useilla suuruusluokilla syvästä ultraviolettilampun alueesta (DUV) pitkien aallonpituuksien infrapunaan (LWIR). Lisäksi käsitellään MoS2-pohjaisista hybridiheterorakenteista grafeenin, hiilinanoputkien (CNT), TMD:iden ja ZnO:n kanssa kehitettyjä joustavia valonilmaisimia. Lisäksi on esitetty yhteenveto rasituksen aiheuttamista ja itsekäyttöisistä MoS2-pohjaisista fotodetektoreista. Erittäin monenlaisten MoS2-pohjaisten fotodetektoreiden tunnuslukuun vaikuttavia tekijöitä on analysoitu niiden fotoresponsiivisuuden, havaittavuuden, reagointinopeuden ja kvanttitehokkuuden sekä niiden mittausaallonpituuksien ja lasertehotiheyksien osalta. Lisäksi hahmotellaan johtopäätöksiä ja tulevaisuuden suuntaa MoS2- ja muiden 2D TMD-pohjaisten fotodetektorien kehittämisestä.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.