Small:基于二维SnP的新一代光电探测器

近年来,二维范德华(vdW, Van der Waals)层状材料被认为是一种非常有前途的新型材料,其表面没有悬挂键及其拥有原子级厚度的特点使得二维材料能够克服传统晶体管的缩放限制,从而延续摩尔定律使得二维材料能够在电子或光电器件的设计中具有巨大的潜力。

锡磷化物构成了一类材料,锡的两个稳定的氧化态(Sn2+和Sn4+)使得锡磷化物表现出不同的化学计量比和晶体相,它们在光催化、电荷存储和热电器件方面引起了人们极大的兴趣。最近,水热法已被用于胶体合成SnP纳米颗粒和纳米棒,具有独特的形态和物理(电荷存储)性质。尽管人们对锡的体积物理性质有相当多的了解,但迄今为止,因为缺乏成熟的合成方法来精确控制尺寸、形状和晶体相,人们对磷化锡的纳米级的性质知之甚少。

最近,上海电力大学林佳教授课题组和国家纳米科学中心王振兴研究员课题组合作,利用常压化学气相沉积(APCVD)方法在液态金属上成功合成高质量的二维SnP纳米片。研究发现,锡(Sn)箔同时作为液态金属基板和反应前驱体有利于高质量二维SnP纳米片的生长。温度依赖和角分辨偏振拉曼光谱观察到的拉曼峰分别位于142.6 cm-1、303.3 cm-1和444.2 cm-1处,推断拉曼振动属于A1g模式,与理论计算结果相一致。此外,基于SnP纳米片的FET器件表现出典型的n型特性,在200 K时开/关电流比为103。基于SnP纳米片的光电探测器在473 nm、532 nm和639 nm激光照射下也表现出优异的光响应性能。这些发现为未来二维SnP纳米片的研究具有重要的意义。

上述研究工作得到了国家重点研发计划(2018YFA0703700)和国家自然科学基金项目(91964203, 61974036, 61804035, 61804146, 12174246, 61875119)的支持。

论文信息:

Growth, Raman Scattering Investigation and Photodetector Properties of 2D SnP

Chuyun Ding, Yuyu Yao, Leilei Zhu, Honghui Shang, Peng Xu, Xiaolin Liu, Jia Lin*, Feng Wang, Xueying Zhan*, Jun He, Zhenxing Wang*

Small

DOI: 10.1002/smll.202108017

原文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202108017