Heterojunção van der Waals MoTe2/MoS2 semimetálica, autônoma e sensível à polarização para fotodetecção e imagem

O semimetal Weyl tipo II 1T′ MoTe2, como um material promissor em fotodetectores sensíveis à polarização, tem despertado muita atenção devido à sua banda proibida estreita e à estrutura cristalina anisotrópica intrínseca em plano. No entanto, as propriedades semimetálicas levam a uma grande corrente escura e a uma baixa resposta. Aqui, demonstramos pela primeira vez uma heterojunção van der Waals (vdWs) MoTe2/MoS2 totalmente 2D para melhorar o desempenho dos fotodetectores e realizar fotodetecção e imagem sensíveis à polarização, autônomas e de banda larga. Devido ao campo elétrico embutido da heterojunção, o dispositivo alcança uma fotoresposta autônoma variando de 520 a 1550 nm. Sob iluminação com luz de 915 nm, o dispositivo demonstra desempenho excepcional, incluindo uma responsividade alta de 79 mA/W, uma detectividade específica de 1,2 × 10¹⁰ Jones, um tempo de subida/decadência rápido de 180/202 μs e uma alta relação on/off de 1,3 × 10.3. A razão anisotrópica da fotocorrente dependente do comprimento de onda varia de 1,10 em 638 nm a 2,24 em 1550 nm. Além disso, demonstramos as capacidades de imagem de polarização do dispositivo em ambientes de dispersão, e as imagens de DoLP e AoLP obtêm aumentos de contraste de 78% e 112%, respectivamente, em comparação com o S0. Este trabalho abre novas avenidas para desenvolver fotodetectores de heterojunção anisotrópica semimetálica para fotodetecção sensível à polarização de alto desempenho e imagem polarizada de próxima geração.