Les matériaux stratifiés bidimensionnels (2D) suscitent maintenant beaucoup d'intérêt en raison de leurs propriétés optoélectroniques uniques aux épaisseurs atomiques. Parmi eux, le graphène a été principalement étudié, mais la nature sans espace du graphène limite ses applications pratiques. Par conséquent, Matériaux stratifiés 2D avec des bandes interdites intrinsèques telles que MoS2, MoSe2, et MoTe2 présentent un intérêt en tant que candidats prometteurs pour les dispositifs optoélectroniques ultrafins et hautes performances.

Ici, Pil Ju Ko et ses collègues de l'Université de technologie de Toyohashi, Le Japon a fabriqué des phototransistors à effet de champ à porte arrière en cristaux MoSe2 d'une épaisseur de seulement vingt nanomètres. Les dispositifs ont été fabriqués par clivage mécanique de cristaux de MoSe2 en flocons à quelques couches, suivi d'un transfert sur une plaquette de silicium avec des électrodes en titane pré-déposées.

Malgré leur taille physique ultra-mince, les dispositifs ont montré d'excellentes caractéristiques de phototransistor à effet de champ. La photoréactivité mesurée de 97,1 AW-1 à une tension de grille arrière nulle était plus élevée que les rapports précédents de photodétecteurs fabriqués à l'aide de GaS, Gaz, MoS2, et InSe. La photoréponse du MoSe2 était beaucoup plus rapide (moins de 15 msec) que celle des photodétecteurs ultrasensibles basés sur le MoS2 monocouche. Par ailleurs, l'efficacité quantique externe théorique était 280 fois supérieure à celle des photodiodes Si et InGaAs du commerce.

La recherche montre que le MoSe2 est un matériau prometteur pour les applications de photodétecteurs. Le groupe optimise les performances de l'appareil en étudiant la photosensibilité en fonction de l'épaisseur.