图 1. (a) 石墨烯-MoS2异质结构示意图; (b) 石墨烯-MoS2异质结构的 AFM 图; (c) MoS2(左)和石墨烯(右)的拉曼光谱; (d) 石墨烯-MoS2异质结构的消光光谱。
图 2. (a) 叉指电极设计示意图; (b) 在光泵-电探针测量中石墨烯-MoS2 光电探测器的照明; (c) 在环境条件下(相对湿度:45 ± 5%,温度:20 ± 1 °C)下 I - I0 的时间相关测量; (d) 在真空条件下。比较了 λexc= 325 nm、λexc= 442 nm 和 λexc= 632 nm 的激光波长。在每种情况下,光子通量密度为 Φph= 1015(mm2·s)-1。
图 3. 在 (a) 环境和 (b) 真空条件下,在 λexc = 632 nm 处脉冲照明的石墨烯-MoS2异质结构光电探测器的时间相关 I - I0 测量。在每种情况下,都使用了 Φph= 4.2 × 1016(mm2·s)-1 的光子通量。阴影区域表示照明的时间跨度。测量前,样品已储存在 N2 中。
图 4. 与时间相关的 I - I0 测量结合 λexc= 325 nm (Φph= 1.47 × 1015(mm2·s)−1) 的连续波激发和 λexc= 632 nm (Φph= 4.2 × 1016(mm2·s)-1)。 在(a)环境和(b)真空条件下,描述了 I - I0 的实验结果与时间的关系。 时间 t = 0 s 标志着紫外线照射的开始。 在插图中,显示了数据集的放大部分。 在测量之前,样品已储存在 N2 中。
图 5. 石墨烯-MoS2异质结构器件中所提出的光响应机制的示意图。左:高密度吸附物的情况,其中吸引电子的吸附物导致石墨烯中的费米能级低于狄拉克点,即 p 掺杂。右图:低密度吸附物的情况,其中吸附物密度降低导致费米能增加,即 n 掺杂石墨烯。在任何一种情况下,在 632 nm 照射下,MoS2 中电子-空穴对的产生预计会导致石墨烯-MoS2 界面处的电荷载流子分离,其中电子转移到石墨烯中。
相关研究成果由杜伊斯堡-埃森大学Tilmar Kümmell等人2022年发表在ACS Applied Materials & Interfaces (https://doi.org/10.1021/acsami.2c06047)上。原文:Role of Surface Adsorbates on the Photoresponse of (MO)CVD-Grown Graphene–MoS2 Heterostructure Photodetectors。
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