近年來二維材料因其超薄的厚度及新穎的電、光及光電特性受到了廣泛關注。此外，二維材料表面無懸掛鍵，這使得其可以直接透過範德華力相互結合形成範德華異質結，為構建具有優異效能的新型器件提供了新的機遇。近日，湖南大學潘安練教授和李東教授等人在Science China Materials上發表研究論文，採用範德華整合方法將n型硫化鎘和p型黑磷垂直堆垛起來構築了p-n結二極體。
圖1 CdS/BP p-n異質結的結構示意圖(a)和光學圖片(b)。(c)黑磷（BP）的Raman光譜。(d) CdS奈米帶（NB）光致發光譜。(e) CdS和BP的AFM影象。(f) (e)中標註的位置所對應的高度。
輸運特性測試表明，該p-n結器件表現出高的整流比（8×103）和低的理想因子（1.5）。同時，在光照下器件表現出超高的光響應度和比探測率，分別可達9.2×105 A W1和3.2×1013 Jones，與目前所報道的二維異質結光電探測的最高水平相當。當器件工作於自驅動探測模式時，仍表現出極好的光探測效能，光響應度和響應速度分別可達0.27 A W1和~10 ms。
圖2 CdS/BP p-n異質結的光電效能。
所製備的硫化鎘/黑磷異質結器件將會在新一代奈米電子、光電子器件中扮演重要角色。
該研究成果最近發表於Science China Materials, 2020, 10.1007/s40843-020-1356-3。
來源：中國科學材料
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