二維磁性半導(dǎo)體作為二維材料體系的分支之一,在偏振敏感型光電探測器展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢和巨大的潛力。其中,α-MnTe是一種具有~310 K的奈爾溫度和~1.3 eV的帶隙的反鐵磁半導(dǎo)體。近些年,利用熔鹽輔助化學(xué)氣相沉積技術(shù)成功地合成了二維α-MnTe納米片,并且表現(xiàn)出優(yōu)異的光響應(yīng)性能。然而,由于六方結(jié)構(gòu)的高度對稱性,化學(xué)氣相沉積法優(yōu)先生長具有各向同性(001)表面的二維α-MnTe納米片,這極大地限制了其在偏振敏感型光電領(lǐng)域中的應(yīng)用。
基于此,安徽大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王守國教授課題組提出了一種可控地制備具有各向異性(100)表面的α-MnTe納米帶的策略。通過拉曼和吸收光譜的表征,具有各向異性(100)表面的α-MnTe納米帶觀察到最大拉曼強(qiáng)度和光吸收值隨偏振角度呈現(xiàn)周期性變化,并在沿MnTe納米帶長邊或c軸的偏振方向出現(xiàn)極大值。此外, 而作為光電探測器, MnTe納米帶在從紫外到近紅外的寬光譜范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的光響應(yīng)性能。同時(shí), 基于MnTe納米帶的光電探測器展現(xiàn)出優(yōu)異的寬波段的偏振敏感。在波長為914 nm光照下,其最大光電流二向色性比可達(dá)~2.8。這些結(jié)果表明,二維磁性半導(dǎo)體MnTe納米帶在下一代寬光譜型偏振光探測領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用潛力。
圖1. MnTe納米帶的拉曼和吸收光譜。
圖2. MnTe光電探測器的偏振光響應(yīng)特性。
相關(guān)成果以“Broadband Polarization-Sensitive Photodetection of Magnetic Semiconducting MnTe Nanoribbons”為題發(fā)表在材料學(xué)科著名期刊《Small》上。安徽大學(xué)為論文第一單位,材料科學(xué)與工程學(xué)院博士后葉坤為論文第一作者。安徽大學(xué)王守國教授、天津工業(yè)大學(xué)柳麗軒副教授和燕山大學(xué)舒予為論文共同通訊作者。
新聞鏈接:http://www.ahu.edu.cn/2023/0914/c15059a315184/page.htm
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