Probing the photocurrent in two-dimensional titanium disulfide

光电流 材料科学 光电导性 光电子学 半导体 表征(材料科学) 载流子 兴奋剂 光电效应 光谱学 纳米技术 光伏系统 物理 生态学 量子力学 生物
作者
Ruan Zhang,Shuangxing Zhu,Jiaxin Wu,Yijie Fan,Binghe Xie,Jianqiao Meng,Xinghan Cai
出处
期刊:Nanotechnology [IOP Publishing]
卷期号:35 (1): 015708-015708 被引量:2
标识
DOI:10.1088/1361-6528/ad0054
摘要

Generating photocurrent in a condensed matter system involves the excitation, relaxation, and transportation of charge carriers. As such, it is viewed a potent method for probing the dynamics of non-equilibrium carriers and the electronic band structure of solid state materials. In this research, we analyze the photoresponse of the mechanically exfoliated titanium disulfide (TiS2), a transition metal dichalcogenide whose classification as either a semimetal or a semiconductor has been the subject of debate for years. The scanning photocurrent microscopy and the temperature-dependent photoresponse characterization expose the appearance of a photovoltaic current primarily from the metal/TiS2junction in an unbiased sample, while negative photoconductivity due to the bolometric effect is observed in the conductive TiS2channel. The optoelectronic experimental results, combined with electrical transport characterization and angle-resolved photoemission spectroscopy measurements, indicate that the TiS2employed in this study is likely a heavily-doped semiconductor. Our findings unveil the photocurrent generation mechanism of two dimensional TiS2, highlighting its prospective optoelectronic applications in the future.
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