La represión de la recombinación inter-capas por grafeno genera un fotodetector basado en heteroestructura 2D vdW nanostructurada sensible

Se logra un gran éxito en los fotodetectores basados en heteroestructuras de van der Waals (vdW) 2D debido a las propiedades electrónicas y optoelectrónicas únicas de los materiales 2D. El rendimiento de los fotodetectores basados en heterojunciones 2D vdW a escala atómica es más sensible a la nanointerfase de la heterojunción que las heterojunciones convencionales de volumen. Aquí se presenta una heteroestructura nanoingeniería para la demostración por primera vez de una nanointerfase utilizando una capa de grafeno insertada entre fósforo negro (BP) y InSe, que inhibe la recombinación inter-capas y mejora enormemente las prestaciones de fotodetección. Además, una transición de las características de transporte del dispositivo es inducida por el grafeno, del movimiento de difusión de portadores minoritarios al movimiento de deriva de portadores mayoritarios. Estas dos razones, junto con un efecto de fotoemisión interna, hacen que el fotodetector basado en BP/G/InSe tenga una detectividad específica ultralta a temperatura ambiente. Los resultados demuestran que se pueden lograr fotodetectores de heteroestructura vdW de alto rendimiento mediante una simple manipulación estructural de la interfase de la heterojunción a escala nanométrica.