近日，清华年夜学质料学院刘锴副传授课题组于美国物理结合会（AIP）出书的《Applied Physics Reviews》（IF=12.7）期刊上于线发表了题为《基在WSe2/VO2异质结的相变调制的高机能双模式光电探测器》（Phase-transition modulated, high-performance dual-mode photodetectors based on WSe2/VO2 heterojunctions）的研究论文。该研究经由过程构建过渡金属硫属化物（TMDs）及过渡金属氧化物（TMOs）的异质结（WSe2/VO2），使用VO2怪异的绝缘体-金属改变以和WSe2的半导体特征，联合两类质料的协同作用上风，成长出事情模式可调制的高机能双模态光电探测器，可同时实现较高的相应率及探测率。

最近几年来，层状TMDs质料因其富厚的电子布局、多样化的异质布局以和异质结之间超快的电荷转移速率，于光电器件中揭示出诱人的运用远景。对于在光电探测器件来说，相应率（responsivity, R*）及探测率（detectivity, D*）是表征其机能的主要参数。相应率R⁎ = Iph / Pin，取决在光生电流与入射光功率之比，而探测率D⁎ = R⁎ / (2qJDS)1/2，除了了与相应率有关外，还有与暗电流密度有关。对于在事情于某一种模式下的TMDs光电探测器来说，高的相应率及高的探测率凡是难以同时得到。例如事情于光导模式下的MoS2/石墨烯光电探测器，其相应率可跨越800 A/W，但同时陪同着较年夜的暗电流，于是相应率较低；而对于在事情于光伏模式下的光电探测器，其暗电流很小，探测率可高达1012到1013 Jones，但相应率却经常低在0.5 A/W。是以，怎样制备出兼具高相应率及高探测率的TMDs光电探测器件，是光电探测范畴一个主要的挑战。

针对于这一要害问题，刘锴课题组另辟蹊径，搭建出WSe2/VO2垂直异质结，巧妙地使用VO2于68摄氏度下发生的绝缘相-金属相改变，动态调控异质结的类型，进而转变异质结的最好事情模式。当VO2处在绝缘相（素质上为半导体）时，异质结种类为II类半导体p-n结，器件合适事情于光伏模式，而当VO2改变为金属相时，异质结种类变为肖特基节，器件可以事情于光导模式。使用这一计谋，经由过程可逆地三木SEO-节制VO2的相态，实现WSe2/VO2光电探测器件事情模式的动态切换，终极得到了同时兼具高相应率（6.6 A/W）及高探测率（1.87×1013 Jones）的光电探测器件。这一研究为成长新型高机能光电探测器件提供了新思绪，同时也是刘锴课题组继NbS2-NbOx阻变异质结事情（ACS Nano 2019, doi: 10.1021/acsnano.9b06627）以后于TMDs/TMOs异质结范畴的又一立异性事情。

该事情于线发表后，被《Applied Physics Reviews》编纂选为当期的Featured Article，于期刊首页重点保举，同时被AIP旗下的宣传网站Scilight撰文报导。该论文第一作者为质料学院博士后罗浩，通信作者为质料学院刘锴副传授及南边科技年夜学程春副传授。该事情获得了科技部重点研发规划，基金委基础科学中央项目、面上项目，以和霍英东教诲基金等科研项目的撑持。

基在WSe2/VO2相变调制的高机能双模式光电探测器事情道理示用意

论文链接https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5124672AIP Scilight报导链接https://aip.scitation.org/doi/10.1063/10.0000460

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