二氧化硅光栅耦合增强二硫化钼1550nm红外光电效应

摘要

二硫化钼（MoS₂）作为最有前景的二维半导体材料之一，在光电子器件领域具有广泛的应用前景.而多层MoS₂带隙宽度为1.20 eV，导致其在1033 nm以上波长的光吸收弱，影响其在更长波长范围的光电探测.介质光栅工程作为一种光学调控手段，可有效调控光的局域场强和电场分布，从而增强光与物质相互作用.本研究利用二氧化硅（SiO₂）介质光栅工程对MoS₂晶体管进行调控，以探究其在1550 nm下的光电效应.研究发现，在MoS₂沟道区域耦合SiO₂介质光栅可将晶体管迟滞电压从1.68 V降至0 V；在10 mW/cm²光照下，SiO₂光栅所形成的局域电场使器件载流子迁移率从3.52 cm²/（V·s）提高至5.67 cm²/（V·s）；与此同时，光栅结构的耦合将MoS₂晶体管光响应从162 mA/W提高至263 mA/W.上述工作进一步推动了二维半导体介质光栅工程的研究和发展，并为二维材料在1033 nm以上波长光电子器件的发展提供了参考.

关键词

二硫化钼 / 光电子器件 / SiO₂介质光栅工程 / 光电效应