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Zusammenfassung 2D-atomare Schichten von Übergangsmetall-Dichalkogeniden (TMDs) haben ein enormes Potenzial für die nächste Generation von Optoelektronik, da sie schichtweise gestapelt werden können, um van-der-Waals (vdW) Heterostrukturen zu bilden. Dies ermöglicht nicht nur, Schwierigkeiten bei der Heteroepitaxie von gittermissgepassten Halbleitern mit gewünschten Funktionen zu umgehen, sondern bietet auch ein Schema zur Gestaltung neuer Optoelektronik, die die grundlegenden Einschränkungen ihrer herkömmlichen Halbleiter-Gegenstücke übertreffen kann. Hier wird eine neuartige 2D h-BN/p-MoTe2/Graphen/n-SnS2/h-BN p–g–n Junction vorgestellt, die durch einen schichtweisen Trockenübertragungsverfahren hergestellt wurde und eine hohe Empfindlichkeit sowie Breitband-Photodetektion bei Raumtemperatur demonstriert. Die Kombination von MoTe2 und SnS2 mit komplementären Bandlücken und die Graphen-Interlayer bieten eine einzigartige vdW-Heterostruktur mit einem vertikalen eingebauten elektrischen Feld für eine hocheffiziente Breitbandlichtabsorption, Exzitondissociation und Ladungstransfer. Die Graphen-Interlayer spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Empfindlichkeit und der Erweiterung des Spektralbereichs. Ein optimiertes Gerät mit 5-7 Schichten Graphen wurde erreicht und zeigt eine außergewöhnliche Responsivität von über 2600 A W-1 mit schneller Fotoantwort und spezifischer Detektivität von bis zu ≈10^13 Jones im ultravioletten-sichtbaren-nahe Infrarotspektrum. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass die vdW p–g–n Junctions mit mehreren fotoaktiven TMDs einen praktikablen Ansatz für zukünftige ultrahochsensible und Breitband-Photonendetektoren bieten können.
Li et al. (Fri,) haben diese Frage untersucht.