Ultra‐Thin GeSe/WS2 Vertical Heterojunction with Excellent Optoelectronic Performances

异质结 光电流 材料科学 光电子学 响应度 整改 量子效率 薄膜 化学气相沉积 纳米技术 光电探测器 量子力学 物理 功率(物理)
作者
Bing Yan,Bo Ning,Guoxin Zhang,Dahua Zhou,Xuan Shi,Chunxiang Wang,Hongquan Zhao
出处
期刊:Advanced Optical Materials [Wiley]
卷期号:10 (6) 被引量:29
标识
DOI:10.1002/adom.202102413
摘要

Abstract Heterostructural engineering of atomically thin 2D materials offers an exciting opportunity to fabricate atomically sharp interfaces for optoelectronic devices. Herein, GeSe/WS 2 heterojunction devices composed of 2D WS 2 (n‐type) and few‐layer GeSe (p‐type), are fabricated by transferring mechanically exfoliated GeSe to chemical vapor deposition (CVD)‐grown WS 2 . Excellent rectification behavior is observed from the I−V characteristics of the GeSe/WS 2 heterojunction devices. The reverse photocurrent increases more rapidly than the forward photocurrent under a 635 nm laser illumination, indicating an effective separation of the photogenerated carriers under a minus bias. A large photocurrent on‐off ratio of 10 3 at −5 V bias, a high responsivity ( R λ ) of 1.1 A W −1 , a considerable specific detectivity ( D *) of 1.3×10 10 Jones, and a high external quantum efficiency (EQE) of 214.8%, are obtained. Owing to the large built‐in potential of the heterojunction, efficient charge transfer is achieved from the abrupt interfaces even though vastly different materials are used in the van der Waals (vdW) heterostructure. A convenient route is demonstrated for the preparation of ultra‐thin GeSe/WS 2 vdW heterojunctions. The results reveal great potential of the present GeSe/WS 2 vertical heterojunction for future applications in optoelectronics.
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