基于MoS2/GaN范德华异质结的单行载流子光电二极管用于高速可见光检测

Takuy​​a Kadowaki、Takahiro Serikawa、Akihide Ichikawa、Yuji Ohmaki、Koji Usami、Yoichi Kawakami、Yoshihiro Iwasa 和 Hisashi Okawa

抽象的

单载流子光电二极管（UTC-PD）仅以电子作为有源载流子，凭借其独特的性能，例如高饱和功率和宽带宽，已成为高速光电子器件中不可或缺的工具。然而，由于缺乏合适的宽带隙III-V族半导体材料组合，以及必要的能带排列和晶格匹配，将工作波长扩展到可见光区域以拓展其应用范围仍然面临挑战cto本文提出了一种基于范德华异质结的UTC-PD解决方案。该异质结由二维过渡金属二硫化物二硫化钼（MoS₂）作为光吸收层和氮化镓（GaN）薄膜作为载流子收集层构成µm通过_在GaNµm上直接外延生长MoS₂层，_实现了载流子在异质界面上的快速垂直传输µm范围内实现了几GHz范围内的频率响应和1%左右的量子效率µm突显了其在高速可见光光电子学领域的应用前景。