A Dual Mode MoTe2/WS2/WSe2 Double Van der Waals Heterojunctions Phototransistor for Optical Imaging and Communication

材料科学 双模 光电二极管 异质结 范德瓦尔斯力 光电子学 光学 原子物理学 物理 量子力学 分子 工程类 航空航天工程
作者
Zhong‐Ming Li,Tao Zheng,Mengmeng Yang,Yiming Sun,Dongxiang Luo,Wei Gao,Zhaoqiang Zheng,Jingbo Li
出处
期刊:Advanced Optical Materials [Wiley]
卷期号:12 (18) 被引量:3
标识
DOI:10.1002/adom.202400023
摘要

Abstract Van der Waals (vdW) heterostructures, formed by stacking different two‐dimensional (2D) materials, have emerged as a promising platform for next‐generation optoelectronic devices through band engineering. While various all‐2D and mixed‐dimensional heterojunction phototransistors based on p–n junctions or Schottky junctions have been developed, their performance, often constrained by the trade‐off between responsivity ( R ) and response speed, limits their widespread application. Here, a dual‐mode phototransistor based on a MoTe 2 /WS 2 /WSe 2 double vdW heterostructure is designed. The bottom WSe 2 layer effectively modulates the entire MoTe 2 /WS 2 heterojunction channel, enabling both photoconductive and photovoltaic modes with exceptional optoelectronic properties in a single device. Specifically, the proposed device exhibits a maximum R of 2540 A W −1 and an impressive specific detectivity of 8 × 10 12 Jones under the photoconductive mode. Under the photovoltaic mode, it achieves a fast response speed of 35.3/49.1 µs and a high light on/off ratio of 2 × 10 5 . Additionally, the device exhibits latent potential for high‐resolution imaging across various wavelengths and fast optical communication. This work offers a rational alternative for achieving dual‐mode photodetection and highlights its promising application prospects in imaging and optical communication.
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