Физика

В Корее создан самый тонкий в мире фотодетектор

Генерация фототока в слоях графена

Unusually efficient photocurrent extraction in monolayer van der Waals heterostructure by tunnelling through discretized barriers/Nature.com

Корейские ученые разработали самый тонкий в мире фотодетектор — устройство, преобразующее свет в электричество. Его толщина составляет всего 1,3 нанометра. Об изобретении сообщается в журнале Nature Communications.

Устройство состоит из дисульфида молибдена, зажатого между листами графена. Ученые из Института фундаментальной науки взяли полупроводник (MoS₂), вложили его между слоями графена и установили на кремниевую основу. Оказалось, что устройство с одним слоем MoS₂ вырабатывает больше фототока, чем аналогичный прибор с семью слоями. Дело в том, что тонкий единичный слой более чувствителен к окружающей среде. Энергетический барьер на границе нижнего слоя графена с полупродником ниже, чем на границе верхнего, и выше вероятность того, что электроны «пробегут» от одного слоя графена к другому.

В многослойном приборе же эти барьеры сравниваются. В результате «тонкое» устройство тратит на выработку тока до 65% поглощенных им фотонов. В семислойном фотодетекторе этот показатель составляет всего 7%.