分子环境吸附在二维少层ReSe2光电二极管的光与物质相互作用中的作用

《Nanoscale》：The role of molecular ambient adsorption on light–matter interactions of 2D few-layered ReSe2 photodiodes

二维ReSe?在氧气环境中因载流子迁移率下降导致导电性恶化，但暴露于氧气使其光响应性能显著提升，响应度达100 A W?1，量子效率超10?%，hBN封装虽保持材料结构却阻碍氧气作用，揭示了环境对光电器件的关键影响。

　　

光电二极管和晶体管是光电设备的关键组成部分。二维铼硒化物（ReSe₂）由于其适中的带隙和直接的能带结构，在这类设备中展现出新的应用前景。我们发现，环境条件，尤其是与氧原子的相互作用，在提高ReSe₂中正电荷载流子（空穴）的导电性和光电导性方面起着重要作用。我们在不同的栅控和光照条件下，对单层ReSe₂以及ReSe₂/六方氮化硼（hBN）异质结构的电学和光电性能进行了研究。结果表明，虽然hBN封装并未改变ReSe₂的激子性质和原子键结构，但它有效地防止了ReSe₂与周围氧气的接触，从而导致其导电性显著下降——载流子迁移率降低了两个数量级。另一方面，暴露在空气中的ReSe₂光电探测器表现出类似栅控效应的特性，具有优异的性能：电流强度高达数百纳安，响应度约为100 A W^-1，检测灵敏度以及外部量子效率（EQE）可达约10⁴%。因此，我们揭示了ReSe₂与光相互作用的基本原理，并证明了其作为高端电子和光电组件的潜力。