超薄Bi2O2Sナノシートに基づく高性能広帯域光電化学フォトデテクター

二次元（2D）ビスマスオキシカルコゲナイド（Bi2O2X, XはS、Se、Teを指す）は、優れた電気輸送特性、高い光応答、および良好な空気安定性を持つ新進半導体の一種です。しかし、2D Bi2O2Sに関する研究は限られています。本研究では、室温で容易かつ環境に優しい化学合成法により、超薄のBi2O2Sナノシートを合成しました。このナノシートの厚さと横サイズはそれぞれ2-4nmおよび20-40nmです。2D超薄Bi2O2Sナノシートは、紫外線（UV）から近赤外線（NIR）までの広幅な吸収スペクトルを持っています。2D Bi2O2Sナノシートに基づく光電化学（PEC）フォトデテクターは、シンプルなドロップキャスティング法により製造されました。2D Bi2O2SベースのPECフォトデテクターは、365nmから850nmまでの広い光応答スペクトル、高い応答性（13.0 mA/W）、超高速応答時間（10/45ms）、および0.6Vのバイアス電圧における良好な長期安定性を示し、大部分の2D材料ベースのPECフォトデテクターを上回っています。さらに、2D Bi2O2S PECフォトデテクターは、高性能の自己駆動型広帯域フォトデテクターとして機能することができます。さらに、光応答性能は電解質の濃度や種類によって効果的に調整可能です。我々の結果は、2D Bi2O2Sナノシートが高性能光電子デバイスへの応用に大きな可能性を秘めていることを示しています。