自從2D Bi2O2Se材料合成報道以來洒沦，研究發(fā)現(xiàn)該材料不同于傳統(tǒng)的范德華2D層狀結(jié)構(gòu)，因為其層通過相對較弱的靜電力保持在一起价淌。重要的是申眼，通過化學(xué)氣相沉積（CVD）方法制備2D Bi2O2Se納米片顯示出>20000 cm2V?1s?1的超高霍爾遷移率值和約0.8 ev的帶隙能量，由于量子限制效應(yīng)蝉衣，其強烈依賴于膜厚度括尸。這導(dǎo)致了相關(guān)研究工作者對二維氧氯鉍（Bi2O2X:X=S，Se病毡，Te）族的研究興趣的增加濒翻。然而，迄今為止啦膜，很少研究2D Bi2O2Te有送，它是Bi2O2Se的表親材料，由具有I4/mmm空間群（a=3.98?僧家，c=12.70?）的四方結(jié)構(gòu)組成雀摘，其中平面共價鍵合氧化物層（Bi2O2）夾在具有相對弱靜電相互作用的Te方形陣列之間（如下圖）。由于Te元素的活性特性八拱，通過CVD方法制備2D Bi2O2Te材料仍然是一個挑戰(zhàn)阵赠，因此在生長過程中需要Bi前驅(qū)體和Te源的蒸發(fā)溫度的巨大差異。Te和Se的不同電負性很可能賦予Bi2O2Te比Bi2O2Se更高的遷移率和更寬的吸收光譜肌稻。此外清蚀，Te的易氧化性將允許2D Bi2O2Te材料在制備介電層期間在低得多的溫度下氧化。這種低溫工藝對于2D氧氯鉍在微電子領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用至關(guān)重要爹谭。
拉曼在二維材料Bi2O2Te光電探測器的應(yīng)用
引言：
自從2D Bi2O2Se材料合成報道以來枷邪，研究發(fā)現(xiàn)該材料不同于傳統(tǒng)的范德華2D層狀結(jié)構(gòu)，因為其層通過相對較弱的靜電力保持在一起旦棉。重要的是齿风，通過化學(xué)氣相沉積（CVD）方法制備2D Bi2O2Se納米片顯示出>20000 cm2V?1s?1的超高霍爾遷移率值和約0.8 ev的帶隙能量，由于量子限制效應(yīng)绑洛，其強烈依賴于膜厚度救斑。這導(dǎo)致了相關(guān)研究工作者對二維氧氯鉍（Bi2O2X:X=S，Se真屯，Te）族的研究興趣的增加脸候。然而，迄今為止，很少研究2D Bi2O2Te运沦，它是Bi2O2Se的表親材料泵额，由具有I4/mmm空間群（a=3.98?，c=12.70?）的四方結(jié)構(gòu)組成携添，其中平面共價鍵合氧化物層（Bi2O2）夾在具有相對弱靜電相互作用的Te方形陣列之間（如下圖）嫁盲。由于Te元素的活性特性，通過CVD方法制備2D Bi2O2Te材料仍然是一個挑戰(zhàn)烈掠，因此在生長過程中需要Bi前驅(qū)體和Te源的蒸發(fā)溫度的巨大差異羞秤。Te和Se的不同電負性很可能賦予Bi2O2Te比Bi2O2Se更高的遷移率和更寬的吸收光譜。此外左敌，Te的易氧化性將允許2D Bi2O2Te材料在制備介電層期間在低得多的溫度下氧化瘾蛋。這種低溫工藝對于2D氧氯鉍在微電子領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用至關(guān)重要。
圖1.塊狀Bi2O2Te的晶體結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)
實驗分析：雖然大多數(shù)2D材料是使用CVD方法合成的矫限，但昆明物理所唐利賓課題組使用的是磁控濺射和快速熱退火在空氣氣氛下通過從Bi2Te3過渡到Bi2O2Te在低溫下制備新型2D Bi2O2T材料哺哼。該技術(shù)被稱為快速退火相變（RAPT）方法。（如圖2）
圖2.RATP法制備二維Bi2O2Te的生長機理
在這項工作中叼风，通過RAPT方法制備了具有優(yōu)異質(zhì)量的大面積2D Bi2O2Te∪《現(xiàn)今人們對將2D材料與互補金屬氧化物半導(dǎo)體cmos集成非常感興趣。然而无宿，CVD生長所需的高溫和在晶片尺度上2D材料的層轉(zhuǎn)移的困難阻礙了2D材料在CMOS上的直接集成甲葬。相反，低溫生長方法可以在CMOS平臺上直接生長2D材料懈贺，大大的簡化兩種材料集成的過程。在這項工作中坡垫，基于400℃生長的2D Bi2O2Te制備并表征了光電探測器梭灿。它響應(yīng)于210 nm和2.4μm之間的寬波長范圍，具有高達3×105和2×104 AW-1的高響應(yīng)度冰悠，對紫外（UV）和短波紅外（SWIR）的檢測率分別為4×1015和2×1014 Jones堡妒，這在微弱光檢測中極為敏感。盡管已經(jīng)報道了各種基于2D材料的光電探測器溉卓，但2D材料在檢測弱光方面的能力仍然欠缺皮迟。通過分析光電流的貢獻，弱光檢測能力可能歸因于Bi2O2Te膜中產(chǎn)生的載流子的高分離效率桑寨。
圖3.Bi2Te3和Bi2O2Te的拉曼光譜
在制備過程中伏尼，從Bi2Te3到Bi2O2Te的轉(zhuǎn)變也可以在拉曼光譜上觀察到，如上圖所示尉尾。Bi2Te3的經(jīng)典拉曼位移顯示在圖的下部顯示了在62.7爆阶、93.4、124.1和140.3 cm-1處的四個拉曼峰，對應(yīng)于Bi2Te3的A11g辨图，E2g班套，A1u和A21g ，與Bi2Te3相比故河，圖3上部的拉曼光譜在較高波數(shù)處顯示了幾個新的峰值吱韭，例如300.7 cm-1（B1g）和433.6 cm-1(E2g），都是Bi2O2Te的特征峰值鱼的，而在低波數(shù)處的那些峰值已經(jīng)變得模糊理盆。表明通過這種低溫工藝，可以有效的將Bi2Te3轉(zhuǎn)化為Bi2O2Te鸳吸。
以上結(jié)果表明熏挎，通過這種低溫快遞退火相變方法（RAPT），可以在低溫下大面積合成Bi2O2Te晌砾，并且允許與互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）技術(shù)直接大規(guī)模集成坎拐。本文的研究成果為制備二維光電探測器在材料選擇上提供了更多的可能性。
昆明物理研究所唐利斌簡介：男养匈，博士哼勇，正gao級工程師，1978年生呕乎，云南瑞麗出生积担，籍貫云南龍陵。在昆明物理研究所工作猬仁，從事光電材料與器件的研究工作帝璧。中國物理學(xué)會終身會員，中國化學(xué)會永久會員湿刽，中國材料學(xué)會終身會員的烁，中國微米納米材料研究學(xué)會gao級會員，國際期刊《Recent Patents on Corrosion Science 》期刊編委诈闺，云南省技術(shù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)對象渴庆，云南省有機光電顯示技術(shù)省創(chuàng)新團隊核心成員、昆明市有機光電顯示科技創(chuàng)新團隊核心成員雅镊，唐利斌博士主持或參與過十余個科研項目的研究襟雷，主要從事材料、物理仁烹、化學(xué)等交叉學(xué)科研究耸弄，近年來唐利斌博士及其合作者在《ACS Nano》、《Journal of Materials Chemistry》卓缰、《Journal of Materials Chemistry C》叙赚、《Applied Physics Letters》老客、《Materials Chemistry & Physics》、《Applied Surface Science》震叮、《Journal of Materials Science》胧砰、《Surface & Coatings Technology》、《Corrosion Science》苇瓣、《Journal of Colloid and Interface Science》尉间、《Materials Letters》、《Journal of Rare Earths》等國內(nèi)外期刊發(fā)表100余篇學(xué)術(shù)論文, 其中多篇被SCI击罪、EI收錄哲嘲，SCI論文被引用近600次，單篇SCI論文引用次數(shù)為137次媳禁。
文章信息：該成果以“Ultrasensitive broadband photodetectors based on two-dimensional Bi2O2Te films”為題發(fā)表在知名期刊JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C 上眠副，昆明物理研究所田平博士為第1作者，唐利斌為通訊作者竣稽。
本研究采用的是Nanobase的XperRam Compact共聚焦顯微拉曼光譜儀系統(tǒng)囱怕。
了解更多拉曼光譜詳情，請訪問上海昊量光電的官方網(wǎng)頁：
http://www.wjjzl.com/three-level-166.html
更多詳情請聯(lián)系昊量光電/歡迎直接聯(lián)系昊量光電
關(guān)于昊量光電：
上海昊量光電設(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商毫别，產(chǎn)品包括各類激光器娃弓、光電調(diào)制器、光學(xué)測量設(shè)備岛宦、光學(xué)元件等台丛，涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工、光通訊砾肺、生物醫(yī)療挽霉、科學(xué)研究、國防变汪、量子光學(xué)炼吴、生物顯微、物聯(lián)傳感疫衩、激光制造等；可為客戶提供完整的設(shè)備安裝荣德，培訓(xùn)闷煤，硬件開發(fā)，軟件開發(fā)涮瞻，系統(tǒng)集成等服務(wù)鲤拿。
您可以通過我們昊量光電的官方網(wǎng)站www.wjjzl.com了解更多的產(chǎn)品信息，或直接來電咨詢4006-888-532署咽。
展示全部 
