高性能光伏用Al‐ドープ黒リンp–n同種接合ダイオード

2D層状材料に基づくp–n接合は、高効率の新しい機能デバイスアプリケーションを可能にするための基本的な構成要素です。しかし、制御可能なドーピング技術の欠如により、最先端の2D p–n接合は主にファン・デル・ワールスヘテロ構造または静電ゲート接合で構成されています。本研究では、著者らは、単一の2D黒リンナノシート内でp–n同種接合ダイオードを実現するための空間的に制御されたアルミニウムドーピング技術を報告します。このダイオードは、低バイアス2 Vでおよそ5.6 × 10³のオン/オフ比と共に、近似的な理想因子1.001を達成し、信号の減衰やオーバーシュートなしに低電力動的電流整流を可能にします。光伏モードで動作させると、ダイオードの暗電流を大幅に抑制できます。内部電場の存在は、外部バイアスゼロの下での瞬時短絡電流及び開放回路電圧を引き起こし、自己駆動型光伏および高信号対雑音の光検出アプリケーションに対するその機能の豊かさを示しています。