Improved photodetection performance enabled by gradient alloyed quantum dots

光探测 响应度 材料科学 光电探测器 光电子学 量子点 异质结 暗电流 钝化 图层(电子) 纳米技术
作者
Zhiying Dan,Chuanglei Wang,Wei Gao,Kaixiang Shu,Lei Wu,Weizhe Wang,Qixiao Zhao,Xiaojing Liu,Xiao Liu,Nengjie Huo,Jingbo Li
出处
期刊:APL Materials [American Institute of Physics]
卷期号:9 (8) 被引量:6
标识
DOI:10.1063/5.0061643
摘要

Hybrids composed of two-dimensional (2D) and zero-dimensional (0D) materials have demonstrated great application potentials in electronics and optoelectronics. The CdSe@Zn1−XCdXS (CSZCS) quantum dots (QDs) possess unique gradient band structure with a continuously increasing energy level along the radial direction from the center to the surface, which is favorable for light-harvesting, photocarrier transfer and promising for photovoltaic and photodetection applications. Here, the gradient alloyed CSZCS QDs, acting as a photosensitive layer, have been first integrated with 2D InSe as a carrier transport layer. The new 2D–0D hybrids exhibit a 300-fold improvement in responsivity compared with that of pristine InSe, which is much more superior to hybrids composed of core–shell CdSe@ZnS QDs/InSe. Thanks to the low dark current and large photo-gain induced by the photo-gating effect, the responsivity and detectivity of the CSZCS QDs/InSe photodetector can reach up to 30.16 A/W and 1.69 × 1012 Jones, respectively. This work provides a new kind of promising QDs with the gradient alloyed structure that can be explored into 2D–0D hybrids for further development of high-performance photodetectors.
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