Highly efficient gate-tunable photocurrent generation in vertical heterostructures of layered materials.
Highly efficient gate-tunable photocurrent generation in vertical heterostructures of layered materials.
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DOI：
10.1038/nnano.2013.219
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发表时间：
2013-12
影响因子：
38.3
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
例如，石墨烯和MoS 2的层状材料最近已经成为未来电子学和光电子学的令人兴奋的材料系统。分层材料的垂直集成可以实现新型电子和光子器件的设计。在这里，我们报告高效的光电流产生从垂直异质结构的层状材料。我们表明，垂直堆叠的石墨烯-MoS 2-石墨烯和石墨烯-MoS 2-金属结可以创建一个广泛的结面积，有效的光子收集。石墨烯的弱静电屏蔽效应允许在垂直异质结构之下和/或之上集成单或双栅极以调谐带斜率和光电流产生。我们表明，在门控垂直异质结的光电流的幅度和极性可以很容易地调制由外部栅极的电场，以实现最大的外部量子效率为55%和内部量子效率高达85%。我们的研究建立了一种方法来控制光生载流子的产生，分离和运输过程中使用的外部电场。
Layered materials of graphene and MoS2, for example, have recently emerged as an exciting material system for future electronics and optoelectronics. Vertical integration of layered materials can enable the design of novel electronic and photonic devices. Here, we report highly efficient photocurrent generation from vertical heterostructures of layered materials. We show that vertically stacked graphene–MoS2–graphene and graphene–MoS2–metal junctions can be created with a broad junction area for efficient photon harvesting. The weak electrostatic screening effect of graphene allows the integration of single or dual gates under and/or above the vertical heterostructure to tune the band slope and photocurrent generation. We demonstrate that the amplitude and polarity of the photocurrent in the gated vertical heterostructures can be readily modulated by the electric field of an external gate to achieve a maximum external quantum efficiency of 55% and internal quantum efficiency up to 85%. Our study establishes a method to control photocarrier generation, separation and transport processes using an external electric field.
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影响因子：
56.9
作者：
Nair, R. R.;Blake, P.;Geim, A. K.
通讯作者：
Geim, A. K.
影响因子：
56.9
作者：
Britnell, L.;Ribeiro, R. M.;Novoselov, K. S.
通讯作者：
Novoselov, K. S.
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10.8
作者：
Eda, Goki;Yamaguchi, Hisato;Chhowalla, Manish
通讯作者：
Chhowalla, Manish
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作者：
通讯作者：
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作者：
Hwang, E. H.;Hu, Ben Yu-Kuang;Das Sarma, S.
通讯作者：
Das Sarma, S.