二维范德华异质结中莫尔铁电性增强的光电响应研究

研究人员通过构建边缘接触封装的石墨烯-扭转WSe2异质结，在双栅场效应结构中探究了莫尔极性畴对二维(2D)混合体系光响应的调控机制。该工作首次在兼具滑动铁电性的光电架构中实现了5.2×1013 Jones的比探测率，创全二维器件性能新高。研究揭示了极化电场促进石墨烯-铁电界面电荷转移的机理，证实扭转双层体系通过延长激子寿命、交错能带排列及内建电场三重效应显著增强光响应。

　　

当硼氮化硼或过渡金属硫族化合物(TMDs)以菱面体堆叠方式形成扭转双层时，会涌现出独特的滑动铁电性现象。虽然这种特性已通过滞回转移曲线等电学特征被观测到，但TMDs材料对光辐射的高度敏感性在同时具备铁电性的光电架构中尚未被充分探索。

最新研究构建了边缘接触封装的石墨烯-扭转WSe₂异质结双栅场效应器件，系统研究了莫尔极性畴对二维混合体系光响应的调控作用。令人振奋的是，该体系实现了5.2×10¹³ Jones的比探测率，这个数值在全二维光电架构中堪称翘楚。性能突破源于极化诱导的内建电场——这个电场如同高效的"电荷搬运工"，显著促进了石墨烯-铁电界面的电荷转移过程。

与非铁电性单层或同质双层相比，微扭转双层体系展现出显著增强的光响应特性。这归功于三大协同机制：延长的激子寿命为光生载流子提供了更长的"存活时间"；交错的能带排列(W型能带结构)构建了高效的电荷分离通道；而极化诱导的内建电场则像无形的"助推器"加速了电荷转移。这项研究生动诠释了二维铁电材料的双重角色——既是高效的光敏层，又是电荷转移动力学的精密调控器。