香港科技大学罗正汤，香港理工大学安亮AM：集成的原始范德华同质结用于自驱动图像传感器

主要观点总结

研究基于二维材料的范德华同质结在自驱动光电探测器和图像传感器中的应用。通过图案化的金属钼前驱体碲化制备具有不对称厚度的2H-MoTe2同质结的方法，实现了自驱动成像。该同质结具有避免界面问题、宽响应范围、内建电场可控等特性。

关键观点总结

关键观点1: 背景

二维材料范德华同质结在高性能及多功能光电子应用中有巨大潜力，但制备和集成中的挑战限制了其应用。

关键观点2: 研究亮点

通过图案化的金属钼前驱体碲化制备了具有不对称厚度的2H-MoTe2范德华同质结，实现了自驱动光电探测和成像应用。

关键观点3: 同质结的优势

避免了界面处的晶格失配、化学键合、无序和缺陷等问题，具有从可见光到近红外光的宽响应范围。

关键观点4: 内建电场可控

通过控制2H-MoTe2同质结两侧的材料厚度，实现了可控的内建电场。

关键观点5: 应用前景

构筑了10×10的2H-MoTe2同质结器件阵列，实现了近红外光照下的自驱动成像功能，为基于二维材料的新型图像传感器的发展开辟了道路。

文章预览

1 、研究背景 基于二维材料的范德华结因其层间相互作用较弱和光质相互作用较强，在高性能及多功能光电子应用中具有巨大潜力。在范德华结的界面处形成的内建电场可以实现光生载流子的有效分离和传输，进而实现自驱动光电探测性能，显示出在低功耗图像传感器中的应用价值。目前，自驱动光电探测器所用的范德华结通常由两种或两种以上的材料组成。然而，异质结中的晶格失配及材料制备过程中的转移步骤会导致不连续的能带排列、界面应变与陷阱，以及显著的载流子散射，限制了二维材料在集成的自驱动光电子中的应用。相较之下，由单一材料构成的范德华同质结具备优异的界面特性，并且展现出较高的均匀性和连续的能带排列，能够作为载流子的高质量扩散通道。此外，二维材料的量子限制效应会引起能带结构随着厚度变化，从而在 ………………………………