已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Waveguide-Integrated MoTe2 p–i–n Homojunction Photodetector

同质结 光电探测器 暗电流 响应度 光探测 光电子学 波导管 材料科学 光电流 光电二极管 光学 物理 异质结
作者
Chen Li,Ruijuan Tian,Xiaoqing Chen,Linpeng Gu,Zheng‐Dong Luo,Qiao Zhang,Ruixuan Yi,Zhiwen Li,Biqiang Jiang,Yan Liu,Andrés Castellanos‐Gomez,S. J. Chua,Xiaomu Wang,Zhipei Sun,Jianlin Zhao,Xuetao Gan
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:16 (12): 20946-20955 被引量:37
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c08549
摘要

Two-dimensional (2D) materials, featuring distinctive electronic and optical properties and dangling-bond-free surfaces, are promising for developing high-performance on-chip photodetectors in photonic integrated circuits. However, most of the previously reported devices operating in the photoconductive mode suffer from a high dark current or a low responsivity. Here, we demonstrate a MoTe2p-i-n homojunction fabricated directly on a silicon photonic crystal (PC) waveguide, which enables on-chip photodetection with ultralow dark current, high responsivity, and fast response speed. The adopted silicon PC waveguide is electrically split into two individual back gates to selectively dope the top regions of the MoTe2 channel in p- or n-types. High-quality reconfigurable MoTe2 (p-i-n, n-i-p, n-i-n, p-i-p) homojunctions are realized successfully, presenting rectification behaviors with ideality factors approaching 1.0 and ultralow dark currents less than 90 pA. Waveguide-assisted MoTe2 absorption promises a sensitive photodetection in the telecommunication O-band from 1260 to 1340 nm, though it is close to MoTe2's absorption band-edge. A competitive photoresponsivity of 0.4 A/W is realized with a light on/off current ratio exceeding 104 and a record-high normalized photocurrent-to-dark-current ratio of 106 mW-1. The ultrasmall capacitance of p-i-n homojunction and high carrier mobility of MoTe2 promise a high dynamic response bandwidth close to 34.0 GHz. The proposed device geometry has the advantages of employing a silicon PC waveguide as the back gates to build a 2D material p-i-n homojunction directly and simultaneously to enhance light-2D material interaction. It provides a potential pathway to develop 2D material-based photodetectors, laser diodes, and electro-optic modulators on silicon photonic chips.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
二中所长完成签到,获得积分10
1秒前
冯露瑶完成签到,获得积分20
1秒前
lyy发布了新的文献求助10
1秒前
李锐驳回了Lucas应助
3秒前
静谧180完成签到 ,获得积分10
3秒前
5秒前
8秒前
8秒前
所所应助kento采纳,获得30
9秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
BowieHuang应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
fxfcpu发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
fiife应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
lanxinyue发布了新的文献求助10
13秒前
曾经山灵发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
14秒前
Dr_Zeyu完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
17秒前
19秒前
ivandoctor发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
20秒前
清秀的芙发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Mechanics of Solids with Applications to Thin Bodies 5000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5599471
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4685106
关于积分的说明 14837681
捐赠科研通 4668281
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2537976
邀请新用户注册赠送积分活动 1505410
关于科研通互助平台的介绍 1470783