基于磁控溅射法制备的Bi₂O₂Se/NiO_x异质结的光电性能

摘要

二维（2D）材料Bi₂O₂Se因其优异的载流子迁移率和光电响应特性，已成为光电探测等领域的研究热点.然而，Bi₂O₂Se的高载流子迁移率也会导致器件的高暗电流(1.8×10^-8 A)和高静态功耗.构建二维材料异质结可以有效降低暗电流，但材料间的堆叠难以精确控制，限制了其实际应用.该文采用磁控溅射技术在Bi₂O₂Se表面沉积NiO_x薄膜，精确可控地制备了Bi₂O₂Se/NiO_x异质结构，该结构形成的势垒有效阻止了自由电荷的迁移，从而降低Bi₂O₂Se高暗电流.实验表明，该异质结器件在-1 V反向偏置电压下得到了1.5×10^-11 A的超低暗电流，响应度和比探测率分别为1.37 mA·W^-1和1.8×10¹⁰ Jones.本研究构建的Bi₂O₂Se/NiO_x异质结构成功实现了基于Bi₂O₂Se光电探测器的超低暗电流，为开发低静态功耗光电探测器提供了新的思路.

关键词

二维材料 / Bi₂O₂Se / NiO_x / 光电探测器 / 低暗电流