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Penta-PdPSe: A New 2D Pentagonal Material with Highly In-Plane Optical, Electronic, and Optoelectronic Anisotropy
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2021-07-24 , DOI: 10.1002/adma.202102541 Peiyang Li 1 , Jiantian Zhang 1 , Chao Zhu 2 , Wanfu Shen 3 , Chunguang Hu 3 , Wei Fu 4 , Luo Yan 5 , Liujiang Zhou 5 , Lu Zheng 6 , Hongxiang Lei 1 , Zheng Liu 2 , Weina Zhao 7 , Pingqi Gao 1 , Peng Yu 1 , Guowei Yang 1
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2021-07-24 , DOI: 10.1002/adma.202102541 Peiyang Li 1 , Jiantian Zhang 1 , Chao Zhu 2 , Wanfu Shen 3 , Chunguang Hu 3 , Wei Fu 4 , Luo Yan 5 , Liujiang Zhou 5 , Lu Zheng 6 , Hongxiang Lei 1 , Zheng Liu 2 , Weina Zhao 7 , Pingqi Gao 1 , Peng Yu 1 , Guowei Yang 1
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Due to their low-symmetry lattice characteristics and intrinsic in-plane anisotropy, 2D pentagonal materials, a new class of 2D materials composed entirely of pentagonal atomic rings, are attracting increasing research attention. However, the existence of these 2D materials has not been proven experimentally until the recent discovery of PdSe2. Herein, penta-PdPSe, a new 2D pentagonal material with a novel low-symmetry puckered pentagonal structure, is introduced to the 2D family. Interestingly, a peculiar polyanion of [SePPSe]4− is discovered in this material, which is the biggest polyanion in 2D materials yet discovered. Strong intrinsic in-plane anisotropic behavior endows penta-PdPSe with highly anisotropic optical, electronic, and optoelectronic properties. Impressively, few-layer penta-PdPSe-based phototransistor not only achieves excellent electronic performances, a moderate electron mobility of 21.37 cm2 V−1 s−1 and a high on/off ratio of up to 108, but it also has a high photoresponsivity of ≈5.07 × 103 A W−1 at 635 nm, which is ascribed to the photogating effect. More importantly, penta-PdPSe also exhibits a large anisotropic conductance (σmax/σmax = 3.85) and responsivity (Rmax/Rmin = 6.17 at 808 nm), superior to most 2D anisotropic materials. These findings make penta-PdPSe an ideal material for the design of next-generation anisotropic devices.
中文翻译：
Penta-PdPSe：一种具有高度面内光学、电子和光电各向异性的新型二维五边形材料
由于其低对称晶格特性和固有的面内各向异性，二维五边形材料，一种完全由五边形原子环组成的新型二维材料，正引起越来越多的研究关注。然而，直到最近发现 PdSe 2，这些 2D 材料的存在才被实验证明。在此，penta -PdPSe 是一种新型二维五边形材料，具有新颖的低对称褶皱五边形结构，被引入二维系列。有趣的是，在该材料中发现了一种奇特的[Se P P Se] 4−聚阴离子，这是迄今为止发现的二维材料中最大的聚阴离子。强大的面内各向异性行为赋予penta -PdPSe 具有高度各向异性的光学、电子和光电特性。令人印象深刻的是，基于少层五-PdPSe 的光电晶体管不仅具有出色的电子性能、21.37 cm 2 V -1 s -1的中等电子迁移率和高达 10 8的高开/关比，而且还具有在 635 nm 处具有 ≈5.07 × 10 3 AW -1 的高光响应性，这归因于光选通效应。更重要的是，penta -PdPSe 还表现出很大的各向异性电导（σ max /σ max = 3.85）和响应度（R max /R min = 6.17 at 808 nm），优于大多数二维各向异性材料。这些发现使penta -PdPSe 成为设计下一代各向异性器件的理想材料。
更新日期：2021-09-02
中文翻译：
Penta-PdPSe：一种具有高度面内光学、电子和光电各向异性的新型二维五边形材料
由于其低对称晶格特性和固有的面内各向异性，二维五边形材料，一种完全由五边形原子环组成的新型二维材料，正引起越来越多的研究关注。然而，直到最近发现 PdSe 2，这些 2D 材料的存在才被实验证明。在此，penta -PdPSe 是一种新型二维五边形材料，具有新颖的低对称褶皱五边形结构，被引入二维系列。有趣的是，在该材料中发现了一种奇特的[Se P P Se] 4−聚阴离子，这是迄今为止发现的二维材料中最大的聚阴离子。强大的面内各向异性行为赋予penta -PdPSe 具有高度各向异性的光学、电子和光电特性。令人印象深刻的是，基于少层五-PdPSe 的光电晶体管不仅具有出色的电子性能、21.37 cm 2 V -1 s -1的中等电子迁移率和高达 10 8的高开/关比，而且还具有在 635 nm 处具有 ≈5.07 × 10 3 AW -1 的高光响应性，这归因于光选通效应。更重要的是，penta -PdPSe 还表现出很大的各向异性电导（σ max /σ max = 3.85）和响应度（R max /R min = 6.17 at 808 nm），优于大多数二维各向异性材料。这些发现使penta -PdPSe 成为设计下一代各向异性器件的理想材料。
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