3D Dirac semimetal Cd3As2/CuPc heterojunction for promoted visible-infrared photo-detection
3D Dirac semimetal Cd3As2/CuPc heterojunction for promoted visible-infrared photo-detection
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用于促进可见红外光电检测的 3D 狄拉克半金属 Cd3As2/CuPc 异质结
DOI：
10.1016/j.optmat.2020.110699
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发表时间：
2021
影响因子：
3.9
通讯作者：
Jun Wang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xingchao Zhang;Rui Pan;Yunkun Yang;Xianchao Liu;Jiayue Han;Hongxi Zhou;Jun Gou;Faxian Xiu;Jun Wang
近年来，三维拓扑Dirac/Weyl半金属的发现为新型光电探测器开辟了一个新的前沿领域。砷化镉（Cd 3As 2）作为一种最具代表性的3D狄拉克半金属材料，具有超越石墨烯的超高电荷迁移率和强的光与物质相互作用。在此基础上，研制了基于微纳米尺度Cd 3As 2的光电探测器样机，该器件在808 nm近红外波段，即使在1 mV的微偏压下也具有较高的光电流响应，响应度可达4.65 A/W。此外，还进一步引入Cd 3As 2/CuPc异质结抑制了Dirac半金属Cd 3A 2纳米带的暗电流，有效提高了光电探测性能。Cd 3As 2/CuPc探测器在可见光（405 nm）至近红外（980 nm）区域的响应率（R）得到了显著提高，在808 nm激光照射下，探测器的最大R和最佳探测率（D*）分别达到142.5 A/W和7.83 × 1010 Jones。这些结果表明，三维狄拉克半金属Cd 3As 2及其异质结设计在高性能宽带探测器件中具有广阔的前景。
Recently, discovery of three-dimensional (3D) topological Dirac/Weyl semi-metal opens up a new frontier fields for neoteric type of photodetectors. As a most representative 3D Dirac semi-metal, Cadmium arsenide (Cd3As2) has ultra-high charge mobility beyond graphene and possess strong light and matter interaction. Herein, photodetector prototype based on micro-nanometer scaled Cd3As2was developed, which has high photocurrent response even under slight bias of 1 mV and its responsivity could be up to 4.65 A/W at near infrared waveband of 808 nm. Moreover, the Cd3As2/CuPc heterojunction was further introduced for suppress dark current of Dirac semimetal Cd3A2nanobelt that would effectively improve photoelectric detection performance. As expected, the responsivity (R) of Cd3As2/CuPc has been significantly enhanced in visible (405 nm) to near-infrared (980 nm) region, and maximumRand optimal detectivity (D*) of detector can be reach about 142.5 A/W and 7.83 × 1010Jones under irradiation of 808 nm laser, respectively. All of the results indicate that 3D Dirac semi-metal Cd3As2and its heterojunction design are great prospect applied in high-performance broadband detection devices.
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