基于脉冲激光沉积技术生长的MoS2层的高性能紫外光电探测器

摘要： 采用脉冲激光沉积（PLD）技术制备了基于二硫化钼（MoS2）层的高效紫外（UV）光电探测器。通过改变激光脉冲次数，系统研究了单层至十层MoS2的光响应特性，以探究层数对光电测量的影响。通过拉曼光谱和光致发光（PL）测试确认了高质量MoS2层的生长——在100脉冲条件下生长的MoS2层显示出特征拉曼声子模（E12g和A1g分别位于383.8 cm-1和405.1 cm-1），其光致发光谱在625 nm附近呈现B激子峰，证实了高质量MoS2层的生长。原子力显微镜（AFM）厚度分析和截面高分辨透射电镜（HRTEM）显示生长层厚度分别为2.074 nm和1.94 nm，确认为三层MoS2结构。X射线光电子能谱（XPS）显示该三层样品具有钼硫双峰特征（Mo4+ 3d5/2,3/2和S 2p3/2,1/2），证实其纯MoS2相化学状态且无氧化钼存在。以氧化铟锡（ITO）为接触电极的动态光电测试表明：在24 μW入射激光功率（λ=365 nm）下获得3×104 A/W的优异响应度，在2 V低偏压下实现1.81×1014 Jones的超高探测率。这些成果为开发低功耗、高效率的MoS2基紫外光电探测器提供了重要依据。