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Ultrathin Bi2O2S nanosheet near-infrared photodetectors

光探测 光电探测器 纳米片 光电流 红外线的 材料科学 剥脱关节 比探测率 量子效率 光电导性 光电效应 光电子学 暗电流 石墨烯 纳米技术 物理 光学 冶金
作者
Basant Chitara,Tej B. Limbu,Jason D. Orlando,Yongan Tang,Fei Yan
出处
期刊:Nanoscale [Royal Society of Chemistry]
卷期号:12 (30): 16285-16291 被引量:54
标识
DOI:10.1039/d0nr02991b
摘要

Recently, a zipper two-dimensional (2D) material Bi2O2Se belonging to the layered bismuth oxychalcogenide (Bi2O2X: X = S, Se, Te) family, has emerged as an alternate candidate to van der Waals 2D materials for high-performance electronic and optoelectronic applications. This hints towards exploring the other members of the Bi2O2X family for their true potential and bismuth oxysulfide (Bi2O2S) could be the next member for such applications. Here, we demonstrate for the first time, the scalable room-temperature chemical synthesis and near-infrared (NIR) photodetection of ultrathin Bi2O2S nanosheets. The thickness of the freestanding nanosheets was around 2-3 nm with a lateral dimension of ∼80-100 nm. A solution-processed NIR photodetector was fabricated from ultrathin Bi2O2S nanosheets. The photodetector showed high performance, under 785 nm laser illumination, with a photoresponsivity of 4 A W-1, an external quantum efficiency of 630%, and a normalized photocurrent-to-dark-current ratio of 1.3 × 1010 per watt with a fast response time of 100 ms. Taken together, the findings suggest that Bi2O2S nanosheets could be a promising alternative 2D material for next-generation large-area flexible electronic and optoelectronic devices.
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