Observation de la photoconductivité à polarité commutable dans des nanofils en III-nitrure/MoSx en structure cœur-enveloppe

Résumé Les nanofils en semi-conducteurs III–V sont des éléments de construction indispensables pour des dispositifs électroniques et optoélectroniques à l'échelle nanométrique. Cependant, se fier uniquement à leurs propriétés physiques et matérielles intrinsèques limite parfois les fonctionnalités des dispositifs pour répondre aux demandes croissantes dans un monde électronique polyvalent et complexe. En tirant parti de la nature distinctive de la géométrie unidimensionnelle et du large rapport surface-volume des nanofils, de nouvelles propriétés peuvent être atteintes grâce à l'intégration monolithique des nanofils conventionnels avec d'autres matériaux fonctionnels faciles à synthétiser. Dans ce travail, nous combinons des nanofils en III-nitrure de haute qualité cristalline avec des sulfures de molybène amorphes (a-MoSx) pour construire des nanostructures en cœur-enveloppe III-nitrure/a-MoSx. Sous illumination lumineuse, de telles nanostructures présentent une caractéristique de photodétection spectrally distinctive dans un environnement photoélectrochimique, démontrant une photoréactivité négative de -100,42 mA W-1 sous une illumination de 254 nm, et une photoréactivité positive de 29,5 mA W-1 sous une illumination de 365 nm. Les calculs de la théorie fonctionnelle de la densité révèlent que la modification réussie de la surface des nanofils via la décoration par a-MoSx accélère le processus de réaction à l'interface électrolyte/nanofil, conduisant à la génération de signaux de photocourant opposés sous différentes illuminations photoniques. Plus important encore, une telle photoconductivité à polarité commutable peut être davantage ajustée pour la détection photoniques sur plusieurs bandes de longueurs d'onde simplement en ajustant l'environnement environnant et/ou en adaptant la composition des nanofils, montrant ainsi un grand potentiel pour construire des dispositifs de détection de lumière contrôlables par longueur d'onde à l'avenir.