Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Tunneling-based rectification and photoresponsivity in black phosphorus/hexagonal boron nitride/rhenium diselenide van der Waals heterojunction diode.
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2020-01-28 , DOI: 10.1039/c9nr07971h
Amir Muhammad Afzal 1 , Yasir Javed , Naveed Akhtar Shad , Muhammad Zahir Iqbal , Ghulam Dastgeer , M Munir Sajid , Sohail Mumtaz
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2020-01-28 , DOI: 10.1039/c9nr07971h
Amir Muhammad Afzal 1 , Yasir Javed , Naveed Akhtar Shad , Muhammad Zahir Iqbal , Ghulam Dastgeer , M Munir Sajid , Sohail Mumtaz
Affiliation
![]() |
Tunneling-based van der Waals (vdW) heterostructures composed of layered transition metal dichalcogenides (TMDs) are emerging as a unique compact system that provides new research avenues in electronics and optoelectronics. Here, we designed a black phosphorus (BP)/rhenium diselenide (ReSe2) and black phosphorus (BP)/hexagonal boron nitride (h-BN)/rhenium diselenide (ReSe2) vdW heterojunction-based diode and studied the tunneling-based different phenomena, such as rectification, negative differential resistance (NDR) and backward rectification. Further, we measured a gate-tunable and tunneling-based rectifying current in BP/ReSe2 and BP/h-BN/ReSe2 heterojunction diodes, and achieved the highest tunneling-based rectification ratio of up to (RR ≈ 3.4 × 107). The high rectifying current is explained using the Simmons-based approximation through direct tunneling (DT) and Fowler-Nordheim tunneling (FNT) in low and high bias regimes. Furthermore, we extracted the photoresponsivity (R ≈ 12 mA W-1) and external quantum efficiency (EQE ≈ 2.79%) under an illuminated laser light source of wavelength 532 nm. Finally, we demonstrated the potential application of our heterostructure devices, such as a binary inverter, rectifier and switching operation at a high frequency. Our tunneling-based heterostructure device could operate at frequencies up to the GHz range. Therefore, our findings provide a new paragon to use the TMD-based vdW heterostructure in electronic and optoelectronic applications, such as multi-valued logic.
中文翻译:
黑磷/六方氮化硼/二硒化van范德华异质结二极管中基于隧穿的整流和光敏性。
基于隧道的范德华(vdW)异质结构由层状过渡金属二卤化金属(TMD)组成,是一种独特的紧凑型系统,为电子学和光电子学提供了新的研究途径。在这里,我们设计了基于异质结的黑磷(BP)/二硒化((ReSe2)和黑磷(BP)/六方氮化硼(h-BN)/二硒化((ReSe2)vdW二极管,并研究了基于隧穿的不同现象,例如整流,负差分电阻(NDR)和反向整流。此外,我们在BP / ReSe2和BP / h-BN / ReSe2异质结二极管中测量了基于栅极可调和基于隧道的整流电流,并实现了高达(RR≈3.4×107)的最高基于隧道的整流比。在低偏置和高偏置条件下,通过基于直接隧道(DT)和Fowler-Nordheim隧道(FNT)的基于Simmons的近似值,可以解释高整流电流。此外,我们在波长为532 nm的激光光源下提取了光响应性(R≈12 mA W-1)和外部量子效率(EQE≈2.79%)。最后,我们演示了异质结构器件的潜在应用,例如二进制逆变器,整流器和高频开关操作。我们基于隧道的异质结构设备可以在高达GHz范围的频率下运行。因此,我们的发现为在电子和光电应用(例如多值逻辑)中使用基于TMD的vdW异质结构提供了新的范例。此外,我们在波长为532 nm的激光光源下提取了光响应性(R≈12 mA W-1)和外部量子效率(EQE≈2.79%)。最后,我们演示了异质结构器件的潜在应用,例如二进制逆变器,整流器和高频开关操作。我们基于隧道的异质结构设备可以在高达GHz范围的频率下运行。因此,我们的发现为在电子和光电应用(例如多值逻辑)中使用基于TMD的vdW异质结构提供了新的范例。此外,我们在波长为532 nm的激光光源下提取了光响应性(R≈12 mA W-1)和外部量子效率(EQE≈2.79%)。最后,我们演示了异质结构器件的潜在应用,例如二进制逆变器,整流器和高频开关操作。我们基于隧道的异质结构设备可以在高达GHz范围的频率下运行。因此,我们的发现为在电子和光电应用(例如多值逻辑)中使用基于TMD的vdW异质结构提供了新的范例。例如二进制逆变器,整流器和高频开关操作。我们基于隧道的异质结构设备可以在高达GHz范围的频率下运行。因此,我们的发现为在电子和光电应用(例如多值逻辑)中使用基于TMD的vdW异质结构提供了新的范例。例如二进制逆变器,整流器和高频开关操作。我们基于隧道的异质结构设备可以在高达GHz范围的频率下运行。因此,我们的发现为在电子和光电应用(例如多值逻辑)中使用基于TMD的vdW异质结构提供了新的范例。
更新日期:2020-02-10
中文翻译:
![](https://scdn.x-mol.com/jcss/images/paperTranslation.png)
黑磷/六方氮化硼/二硒化van范德华异质结二极管中基于隧穿的整流和光敏性。
基于隧道的范德华(vdW)异质结构由层状过渡金属二卤化金属(TMD)组成,是一种独特的紧凑型系统,为电子学和光电子学提供了新的研究途径。在这里,我们设计了基于异质结的黑磷(BP)/二硒化((ReSe2)和黑磷(BP)/六方氮化硼(h-BN)/二硒化((ReSe2)vdW二极管,并研究了基于隧穿的不同现象,例如整流,负差分电阻(NDR)和反向整流。此外,我们在BP / ReSe2和BP / h-BN / ReSe2异质结二极管中测量了基于栅极可调和基于隧道的整流电流,并实现了高达(RR≈3.4×107)的最高基于隧道的整流比。在低偏置和高偏置条件下,通过基于直接隧道(DT)和Fowler-Nordheim隧道(FNT)的基于Simmons的近似值,可以解释高整流电流。此外,我们在波长为532 nm的激光光源下提取了光响应性(R≈12 mA W-1)和外部量子效率(EQE≈2.79%)。最后,我们演示了异质结构器件的潜在应用,例如二进制逆变器,整流器和高频开关操作。我们基于隧道的异质结构设备可以在高达GHz范围的频率下运行。因此,我们的发现为在电子和光电应用(例如多值逻辑)中使用基于TMD的vdW异质结构提供了新的范例。此外,我们在波长为532 nm的激光光源下提取了光响应性(R≈12 mA W-1)和外部量子效率(EQE≈2.79%)。最后,我们演示了异质结构器件的潜在应用,例如二进制逆变器,整流器和高频开关操作。我们基于隧道的异质结构设备可以在高达GHz范围的频率下运行。因此,我们的发现为在电子和光电应用(例如多值逻辑)中使用基于TMD的vdW异质结构提供了新的范例。此外,我们在波长为532 nm的激光光源下提取了光响应性(R≈12 mA W-1)和外部量子效率(EQE≈2.79%)。最后,我们演示了异质结构器件的潜在应用,例如二进制逆变器,整流器和高频开关操作。我们基于隧道的异质结构设备可以在高达GHz范围的频率下运行。因此,我们的发现为在电子和光电应用(例如多值逻辑)中使用基于TMD的vdW异质结构提供了新的范例。例如二进制逆变器,整流器和高频开关操作。我们基于隧道的异质结构设备可以在高达GHz范围的频率下运行。因此,我们的发现为在电子和光电应用(例如多值逻辑)中使用基于TMD的vdW异质结构提供了新的范例。例如二进制逆变器,整流器和高频开关操作。我们基于隧道的异质结构设备可以在高达GHz范围的频率下运行。因此,我们的发现为在电子和光电应用(例如多值逻辑)中使用基于TMD的vdW异质结构提供了新的范例。