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Controllable Switching between Highly Rectifying Schottky and p–n Junctions in an Ionic MoS2 Device

材料科学 肖特基二极管 光电子学 光电流 肖特基势垒 响应度 电接点 半导体 光探测 离子键合 整改 p-n结 电压 光电探测器 电气工程 二极管 离子 物理 量子力学 工程类
作者
Ruiheng Chang,Qiao Chen,Shen Wang,Youwei Zhang,Butian Zhang,Shun Wang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (30) 被引量:22
标识
DOI:10.1002/adfm.202301010
摘要

Abstract Semiconductor junctions are of great significance for the development of electronic and optoelectronic devices. Here, controllable switching is demonstrated from a Schottky junction to a p–n junction in a partially ionic liquid‐gated MoS 2 device with two types of metal contacts. Excellent rectification behavior with a current on‐off ratio exceeding 10 6 is achieved in both Schottky and p–n junction modes. The formation of Schottky junction at the Pd electrode/MoS 2 contact and p–n junction at the p‐MoS 2 /n‐MoS 2 interface is revealed by spatially resolved photocurrent mappings. The switching between the two junctions under ionic gate modulation is correlated with the evolution of the energy band, further validated by the finite element simulation. The device exhibits excellent photodetection properties in the p – n junction mode, including an open circuit voltage up to 0.84 V, a responsivity of 0.24 A W −1 , a specific detectivity of 1.7 × 10 11 Jones, a response time of hundreds of microseconds and a linear dynamic range of up to 91 dB. The electric field control of such high‐performance Schottky and p – n junctions opens up fresh perspectives for studying the behavior of junction and the development of 2D electronic devices.
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