一个快速的二维MoS2光探测器,具有超低的接触电阻
Wangheng Pan1, Anran Wang1, Xingguang Wu2,3
1School of Electronic Science and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China. fwang@nju.edu.cn.
Nanoscale
|October 25, 2024
概括
这项研究开发了一种高速二硫化物 (MoS) 光探测器,使用木接触器来克服缓慢的响应时间. 该设备实现了超低的接触电阻,使下一代设备的光电子操作更快.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 像二硫化物 (MoS2) 这样的二维 (2D) 过渡金属二甲基化物 (TMD) 对纳米电子和纳米光子设备具有前景.
- 当前的MoS2光探测器由于RC特性而受到缓慢的响应时间的影响,从而限制了它们的速度.
- 超越RC极限可能使得GHz光电子运行成为可能,因为TMD中的电子漂移速度很高.
研究的目的:
- 为制造具有超低接触电阻的高速MoS2光探测器.
- 调查光响应特征并确定限制设备性能的因素.
- 探索TMD在高频光电子应用中的潜力.
主要方法:
- 制造MoS2光电探测器使用半金属木接触器,以最大限度地减少金属诱导的间隙状态 (MIGS).
- 接触电阻,光响应性和光谱带宽的表征.
- 使用声光调制器 (AOM) 调制激光器测量设备速度,并分析升降时间.
主要成果:
- 通过使用高 bismuth 接触物实现了超低的接触阻力 (<400 Ω μm).
- 证明了高光响应性 (>1 A W-1) 和广泛的光谱覆盖.
- 获得了大约70kHz的3dB切断频率,升降时间约为10μs.
结论:
- 开发的MoS2光探测器克服了以前的速度限制,显示了高速应用的潜力.
- 确定了与影响光电流基线的BN缺陷相关的外部效应,影响动态和静态反应.
- 这些发现为未来基于TMD的GHz光电子设备铺平了道路.
