Fotodetector de alto rendimiento autoalimentado WS2 a través de una homojunción p-i-n monolítica

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física de la materia condensada
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Los fotodetectores de homounión lateral (PD) en dicalcogenuros de metales de transición 2D (TMD) son prometedores para una alta sensibilidad y respuesta rápida.
• El logro de concentraciones controladas de portadores en TMD sigue siendo un desafío importante para la implementación del dispositivo.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar un fotodetector p-i-n lateral monolitico de alto rendimiento y autoalimentado utilizando WS2 de varias capas.
• Establecer un método de dopaje de compensación ajustable en varios niveles en WS2 a través de la oxidación controlada.

Principales métodos:

• Se utilizó la oxidación ultravioleta (UV) / ozono controlada en el tiempo y selectiva por región para formar WOX en WS2.
• Caracterizó el proceso de oxidación, observando fases distintas de la formación de WOX y la transformación WS2.
• Se utilizó el mapeo de la fotocorriente para confirmar la estructura lateral de la homojunción p-n.

Principales resultados:

• Logró una capacidad de respuesta de 471 mA / W a 530 nm en el PD autoalimentado.
• Se demostró una alta tasa de rechazo de 200 y tiempos de respuesta rápidos de aproximadamente 4,5 ms.
• Se han controlado con éxito las concentraciones de portadores libres en WS2 mediante una nueva técnica de oxidación.

Conclusiones:

• El proceso de formación de WOX desarrollado permite un control preciso del dopaje del portador en WS2.
• Este trabajo allana el camino para dispositivos optoelectrónicos de homounión monolíticos versátiles basados en TMD.