高灵敏度二维材料图像传感器的内在机理阐述

传感器

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这篇文章直接在氧化硅衬底上合成了高质量的双层二硫化钼薄膜,制备了透明和不透明顶栅双层二硫化钼晶体管,将它们构筑成8◊8图像传感器阵列。

实验表明制备的双层二硫化钼光电晶体管具有很高的光响应灵敏度,并阐述了内在机理(禁带陷阱捕获空穴引起的光门控效应photo-gating effect by the holes trapped at subgap states)。

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图1 双层二硫化钼图像传感器阵列(一个开关晶体管-不透明栅+一个光晶体管-透明栅=1个pixel)

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图2 材料和器件的制备工艺(透明和不透明顶栅)

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图3 合成材料特性表征(面积大,双层,2H相,功函数4.4 eV,禁带宽度1.65 eV)

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图4 阵列中晶体管电学性能和电学参数统计值(确定工作电压,判断均匀性)

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图5 阵列中光晶体管的光响应特性(对红、绿、蓝三种不同波长光的响应,颜色匹配)

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图6 二维器件特性模拟(探究高响应灵敏度和缺陷态的内在联系)

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图7 二硫化钼图像传感器阵列性能(响应均匀度很好,光模板投影,光电转换,模数转换,显示)





审核编辑:刘清

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