Small:添加剂协同辅助生长二维三元In2SnS4纳米片及栅压依赖的偏振光探测

偏振光探测器在光学雷达、遥感、安全监控、激光偏振传感器等领域中具有非常诱人的应用前景。近年来,二维各向异性材料由于其对线偏振光的敏感性和硅兼容技术,在偏振光探测器中表现出了良好的应用前景。然而,目前所报道的二维各向异性材料大多局限于具有单一晶体结构的二元材料。此外,由于缺乏有效的偏振光响应调控策略,使得偏振光探测器的研究进展受到严重阻碍。与二元材料相比,二维三元材料的成分更为复杂,从而产生了新的自由度,引入较低的对称性结构,可能会大大提高偏振光探测的性能。

华中科技大学翟天佑和周兴团队通过盐和分子筛协同辅助化学气相沉积法合成出二维三元In2SnS4纳米片,并发现其具有较强的面内光学各向异性,同时In2SnS4偏振光探测器具有显著的栅压可调极化光响应。

该研究团队通过盐和分子筛协同辅助化学气相沉积法合成出二维三元In2SnS4纳米片,其中盐和分子筛的作用是降低反应温度、减缓蒸发速率,使得反应能够充分进行,二者协同辅助,缺一不可。同时采用角分辨拉曼光谱证实了In2SnS4纳米片较强的面内各向异性;通过偏振吸收光谱验证了其光吸收强烈的偏振相关性;并进一步利用方位角相关的反射差分显微镜直观地观察了其面内光学各向异性。此外,构筑了基于二维In2SnS4纳米片的偏振光探测器,器件对532 nm的激光表现出~20 μs的超快响应速度;同时器件具有明显的P型导电特征和显著的栅压可调极化光响应:当栅极电压为- 35~ 35 V时,二向色性比可在1.13~1.70范围内调节,这种栅压可调的特性来源于光电流在整个调控过程中超越隧穿电流和热电子发射电流的主导作用。

论文信息:

Synergistic Additive‐Assisted Growth of 2D Ternary In2SnS4 with Giant Gate‐Tunable Polarization‐Sensitive Photoresponse

Nian Zuo, Anmin Nie, Chunguang Hu, Wanfu Shen, Bao Jin, Xiaozong Hu, Zhongyuan Liu, Xing Zhou,* and Tianyou Zhai

Small

DOI: 10.1002/smll.202008078