通过石墨烯集成的非对称PtTe2/WSe2范德瓦尔斯异质结实现的可重构双向光敏晶体管

《Advanced Optical Materials》：Reconfigurable Bidirectional Phototransistors Enabled by Graphene-Integrated Asymmetric PtTe2/WSe2 Van der Waals Heterojunction

二维半导体异质结可重构双向光电探测器通过PtTe?/WSe?异质结与多层石墨烯二次接触设计，解决了费米能级固定难题，实现了动态可逆整流特性（511mA/W）和光响应检测（4×101? Jones），并开发出光电子逻辑门与单像素传感系统。

　　

摘要

基于二维半金属/半导体异质结的可重构双向光电探测器已成为逻辑电路、可切换成像和传感器内计算平台等先进光电应用中的有前景的候选材料。然而，由于金属/二维半导体界面处的费米能级钉扎效应，对肖特基势垒的动态控制仍然具有挑战性。通过采用全二维异质结设计可以缓解这一限制，从而提高通道材料中的费米能级可调性。在这种设计中，底部接触的PtTe₂结构利用屏蔽效应来稳定费米能级，当与双极WSe₂通道结合时，有助于实现内置电场的反转。随后，通过集成多层石墨烯作为非对称的次级接触，可以实现对PtTe₂/WSe₂异质结处肖特基势垒的栅极调制。该架构实现了动态可逆的整流特性和栅极可控的双向光响应，表现出511 mA W^?1的光伏响应度和4 × 10¹⁰ Jones的特定灵敏度。此外，还开发了可栅极调节的半波整流电路，用于验证可重构性、单像素传感系统以及光电XNOR、OR和AND逻辑门。所提出的全二维异质结在芯片处理平台上的实现展示了可行的极性切换能力，为后续的大规模、高面积传感应用提供了途径。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。