傳統(tǒng)鐵電材料遇見(jiàn)新型二維材料：光電探測(cè)的新思路

近幾年，面內(nèi)以共價(jià)鍵成鍵、層間以弱范德瓦爾斯力結(jié)合的二維材料得到了廣泛關(guān)注。這類(lèi)二維材料中最引人注目的是石墨烯、黑磷（BP）及以二硫化鉬（MoS₂）為代表的過(guò)渡金屬硫化物（TMDs)等。相對(duì)于石墨烯的零帶隙，MoS₂禁帶寬度在1.2~1.8電子伏特之間，MoS₂場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)光電探測(cè)器對(duì)可見(jiàn)光有很強(qiáng)的光響應(yīng)，在光電探測(cè)領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。然而，這種光導(dǎo)型二維材料光電探測(cè)器受限于二維材料背景載流子濃度，暗電流偏大，且?guī)稕Q定了其無(wú)法實(shí)現(xiàn)紅外探測(cè)，限制了其在紅外光電探測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

最近，中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所王建祿副研究員、胡偉達(dá)研究員將P(VDF-TrFE)鐵電聚合物材料沉積在二維材料MoS₂表面，利用鐵電聚合物材料極強(qiáng)的鐵電極化場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)少層MoS₂的完全耗盡。在光電特性表征中，他們發(fā)現(xiàn)這種超強(qiáng)局域場(chǎng)可使得MoS₂原子晶格重新排布，禁帶寬度變小。基于該結(jié)構(gòu)，他們報(bào)道了MoS₂材料在短波紅外光電響應(yīng)，研制出了高性能的可見(jiàn)-紅外光電探測(cè)器件。研究發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)MoS₂光電探測(cè)器具有高響應(yīng)率（達(dá)到2570A/W），高探測(cè)率（2.2×10¹²Jones），低功耗（0柵壓），寬波段探測(cè)（可見(jiàn)-1550nm），快速響應(yīng)等特點(diǎn)，相關(guān)成果近期發(fā)表于《Advanced Materials》上。據(jù)巨納集團(tuán)低維材料在線(xiàn)91cailiao.cn的技術(shù)工程師Ronnie介紹，這種利用鐵電極化局域場(chǎng)操控二維材料光電特性新方法，為推進(jìn)二維材料在光電子器件及電子器件等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新思路。