Strong In-Plane Anisotropic SiP2 as a IV–V 2D Semiconductor for Polarized Photodetection

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作者
Ziming Wang,Peng Luo,Bing Han,Xiang Zhang,Shuqi Zhao,Shilei Wang,Xiaohua Chen,Limei Wei,Sijie Yang,Xing Zhou,Shanpeng Wang,Xutang Tao,Tianyou Zhai
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:15 (12): 20442-20452 被引量:65
标识
DOI:10.1021/acsnano.1c08892
摘要

In-plane anisotropic two-dimensional (2D) materials, emerging as an intriguing type of 2D family, provide an ideal platform for designing and fabrication of optoelectronic devices. Exploring air-stable and strong in-plane anisotropic 2D materials is still challenging and promising for polarized photodetection. Herein, SiP2, a 2D IV-V semiconductor, is successfully prepared and introduced into an in-plane anisotropic 2D family. The basic characterizations combined with theoretical calculations reveal 2D SiP2 to exhibit an intrinsically low-symmetry structure, the in-plane anisotropy of phonon vibrations, and an anisotropically dispersed band structure. Moreover, the photodetector based on 2D SiP2 exhibits high performance with a high detectivity of 1012 Jones, a large light on/off ratio of 103, a low dark current of 10-13 A, and a fast response speed of 3 ms. Furthermore, 2D SiP2 demonstrates a high anisotropic photodetection with an anisotropic ratio up to 2. In addition, the polarization-sensitive photodetector presents a dichroic ratio of 1.6 due to the intrinsic linear dichroism. These good characteristics make 2D SiP2 a promising candidate as an in-plane anisotropic semiconductor for high-sensitivity and polarized optoelectronic applications.
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