Mixed‐Dimensional 1D ZnO–2D WSe2 van der Waals Heterojunction Device for Photosensors

材料科学 光电探测器 异质结 范德瓦尔斯力 光电子学 钝化 悬空债券 纳米技术 无定形固体 二极管 图层(电子) 分子 化学 有机化学
作者
Young Tack Lee,Pyo Jin Jeon,Jae Hyun Han,Jongtae Ahn,Hyo Sun Lee,June Yeong Lim,Won Kook Choi,Jin Dong Song,Min‐Chul Park,Seongil Im,Do Kyung Hwang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:27 (47) 被引量:107
标识
DOI:10.1002/adfm.201703822
摘要

Abstract 2D layered van der Waals (vdW) atomic crystals are an emerging class of new materials that are receiving increasing attention owing to their unique properties. In particular, the dangling‐bond‐free surface of 2D materials enables integration of differently dimensioned materials into mixed‐dimensional vdW heterostructures. Such mixed‐dimensional heterostructures herald new opportunities for conducting fundamental nanoscience studies and developing nanoscale electronic/optoelectronic applications. This study presents a 1D ZnO nanowire (n‐type)–2D WSe 2 nanosheet (p‐type) vdW heterojunction diode for photodetection and imaging process. After amorphous fluoropolymer passivation, the ZnO–WSe 2 diode shows superior performance with a much‐enhanced rectification (ON/OFF) ratio of over 10 6 and an ideality factor of 3.4–3.6 due to the carbon–fluorine (CF) dipole effect. This heterojunction device exhibits spectral photoresponses from ultraviolet (400 nm) to near infrared (950 nm). Furthermore, a prototype visible imager is demonstrated using the ZnO–WSe 2 heterojunction diode as an imaging pixel. To the best of our knowledge, this is the first demonstration of an optoelectronic device based on a 1D–2D hybrid vdW heterojunction. This approach using a 1D ZnO–2D WSe 2 heterojunction paves the way for the further development of electronic/optoelectronic applications using mixed‐dimensional vdW heterostructures.
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