二硫化钼与InAlAs/InGaAs异质结集成实现可见光与近红外双波段探测

摘要： 目前，双通道甚至多通道记录是光探测领域的发展趋势，广泛应用于环境?；?、安防及空间科学技术。本文提出一种新型MoS2/InAlAs/InGaAs n-i-n异质结光电晶体管，通过将多层MoS2与基于InGaAs的高电子迁移率晶体管（InGaAs-HEMTs）集成。由于带隙为0.79 eV的InGaAs沟道具有内部光电流放大效应，该器件在1550 nm近红外光500 pW照射下展现出超过8×10? A/W的高光电响应度。此外，结合垂直MoS2/InAlAs/InGaAs n-i-n异质结的光电导效应与横向光电晶体管的光栅控效应，该器件在可见光照射下具有独特特性——其光电响应度可通过顶栅电极从6×10? A/W调节至-4×10? A/W。这可能催生作为光控电子反相器的新应用，有待深入研究。该MoS2/InAlAs/InGaAs光电晶体管在二维材料与传统三元化合物半导体器件之间建立了新桥梁。