一、研究背景

光電探測器可分為3個波段（紫外，可見，紅外），其在生活中的應用十分廣泛。其中，基于二維材料的光電探測器因其超寬的光譜響應范圍、超快的光響應度和高的空間分辨率引起了研究人員極大興趣。在二維材料中，石墨烯因其具有超高的載流子遷移率、收集率和快速的響應時間而被廣泛應用于光電探測器的制備中。然而，石墨烯的低光吸收系數(shù)阻礙了石墨烯基光電探測器性能的提高。感光材料與石墨烯復合形成的異質(zhì)結結構可以很有效地解決這一問題。

在各種感光材料中，鉬基二硫族化合物（MoX2）由于具有高的光吸收系數(shù)，完美地彌補了石墨烯的缺點，從而擴展了石墨烯基光電探測器在生活中的適用性。石墨烯與MoX2可以通過濕法轉(zhuǎn)移、干法轉(zhuǎn)移、噴墨打印以及連續(xù)沉積的方法堆疊成為范德華異質(zhì)結，這類異質(zhì)結一般是界面清潔、層間耦合小、內(nèi)建電場高，肖特基勢壘小的光電探測綜合性能較高。

二、工作進展

圖文摘要

該綜述首先回顧了光電探測器的工作原理、關鍵性能指標和基本結構。總結了石墨烯與各種材料結合形成異質(zhì)結結構光電探測器的探測率，發(fā)現(xiàn)石墨烯/MoX2范德華異質(zhì)結的光電探測率最高。隨后，從材料基礎的角度闡述了石墨烯/MoX2 范德華異質(zhì)結光電探測器的重要性。接著，總結了石墨烯/MoX2范德華異質(zhì)結光電探測器的制備方法以及性能增強策略。最后，指出了石墨烯基光電探測器面臨的挑戰(zhàn)和前景。

New Carbon Materials 文章信息

Zhang Xin-hua, Liu Wei-Di, Gong You-pin*, Liu Qing-Feng*, Chen Zhi-Gang*. Advances in graphene/molybdenum dichalcogenide-based van der Waals heterostructure Photodetectors. New Carbon Materials, 2024, 39(3): 439-457.

張鑫華, 劉偉迪, 龔佑品, 劉慶豐, 陳志剛. 石墨烯/鉬基二硫族化合物范德華光電探測器的研究進展.新型炭材料（中英文）, 2024, 39(3): 439-457.

doi: 10.1016/S1872-5805(24)60853-X

通訊作者簡介

龔佑品，重慶大學物理學院副教授，從事二維材料生長、異質(zhì)結制備及其鐵電效應和光電性能研究。主持和參與國自然重點、面上及青年基金、深圳市基礎研究學科布局等項目。迄今申請和授權中國專利10項、美國專利1項，在Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Opt. Mater.、Phys. Rev. B等期刊發(fā)表學術論文40余篇。

劉慶豐，南京工業(yè)大學化工學院和材料化學工程國家重點實驗室教授，江蘇特聘教授。主要從事先進功能材料(包括熱電材料、碳材料、納米材料、光電材料)的合成、結構、物性及應用的研究。主持多項國家自然科學基金和省部級等基金項目。迄今已在J. Am. Chem. Soc.、Nature. Commun.、Adv. Energy. Mater.、Energy. Environ. Sci、ACS Nano等國際期刊上發(fā)表學術論文100余篇。擔任包括Science、Nature/Science系列子刊、Adv. Mater、Joule、Adv. Energy. Mater、ACS. Nano等64種國際期刊的審稿專家。

陳志剛，澳大利亞昆士蘭科技大學能源學科講席教授，澳大利亞研究理事會碳中和發(fā)電中心創(chuàng)始主任，昆士蘭大學和南昆士蘭大學榮譽教授，科睿唯安“高被引科學家”。主持10項澳大利亞研究委員會、1項澳大利亞科學院、2項州政府、10項工業(yè)項目和10項校級科研項目。在Nat. Energy、Nat. Nanotech.、Nat. Commun.、Chem. Rev.、 Prog. Mater. Sci.、 Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. In. Ed.等國際學術期刊上發(fā)表學術論文600余篇，被SCI引用47000余次，H-index達到114。