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Hybrid 0D–2D WS2-QDs (n)/SnS (p) as Distributed Heterojunctions for Highly Responsive Flexible Broad-Band Photodetectors
ACS Applied Electronic Materials ( IF 4.3 ) Pub Date : 2021-09-15 , DOI: 10.1021/acsaelm.1c00589 Venkatarao Selamneni 1 , Pranav Anand P 1 , Aakanksha Singh 1 , Parikshit Sahatiya 1
ACS Applied Electronic Materials ( IF 4.3 ) Pub Date : 2021-09-15 , DOI: 10.1021/acsaelm.1c00589 Venkatarao Selamneni 1 , Pranav Anand P 1 , Aakanksha Singh 1 , Parikshit Sahatiya 1
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Even though there are reports on broad-band photodetectors, the issue that remains unaddressed is the low responsivity value while increasing the spectral range. This report demonstrates the development of a distributed heterostructure-based broad-band (UV–vis–NIR) photodetector with WS2 quantum dots (QDs) randomly placed on tin sulfide nanosheets (WS2-QDs/SnS) on a biodegradable cellulose paper substrate. The synergetic effect of visible–NIR light absorbance of SnS and UV light absorbance of WS2-QDs is used to get broad-band detection from a UV to NIR region. Metal contacts are fabricated on SnS so that they can efficiently collect the photogenerated charge carriers. Thus, an SnS layer in the device is used as a transport layer for the photogenerated electron–hole pairs in WS2-QDs. Further, SnS, being p-type, and WS2-QDs, being n-type, create a discontinuous distributed high electric field across the device, which accounts for the effective dissociation of generated electron and hole pairs, increasing the responsivity significantly. Responsivity was found to be 0.655, 0.719, and 0.478 A W–1 under UV, visible (vis), and near-infrared (NIR) regions of the electromagnetic spectrum, respectively. Here, in this report, not only the spectral range is improved but also responsivity is enhanced, which is a significant step ahead in flexible broad-band photodetectors.
中文翻译：
混合 0D-2D WS2-QDs (n)/SnS (p) 作为分布式异质结用于高响应灵活宽带光电探测器
尽管有关于宽带光电探测器的报道，但仍未解决的问题是低响应率值同时增加了光谱范围。本报告展示了基于分布式异质结构的宽带（UV-vis-NIR）光电探测器的开发，WS 2量子点（QD）随机放置在可生物降解的纤维素纸基材上的硫化锡纳米片（WS 2 -QDs / SnS）上. SnS 的可见光-NIR 光吸收和 WS 2 的紫外光吸收的协同效应-QDs 用于从 UV 到 NIR 区域进行宽带检测。在 SnS 上制造金属触点，以便它们可以有效地收集光生电荷载流子。因此，器件中的 SnS 层用作 WS 2 -QD 中光生电子-空穴对的传输层。此外，SnS（p 型）和 WS 2 -QD（n 型）在器件上产生不连续分布的高电场，这解释了生成的电子和空穴对的有效离解，显着提高了响应度。发现响应度为 0.655、0.719 和 0.478 AW –1分别在电磁波谱的紫外、可见光 (vis) 和近红外 (NIR) 区域。在这里，在本报告中，不仅光谱范围得到了改善，而且响应度也得到了提高，这是灵活宽带光电探测器的重要一步。
更新日期：2021-09-28
中文翻译：
混合 0D-2D WS2-QDs (n)/SnS (p) 作为分布式异质结用于高响应灵活宽带光电探测器
尽管有关于宽带光电探测器的报道，但仍未解决的问题是低响应率值同时增加了光谱范围。本报告展示了基于分布式异质结构的宽带（UV-vis-NIR）光电探测器的开发，WS 2量子点（QD）随机放置在可生物降解的纤维素纸基材上的硫化锡纳米片（WS 2 -QDs / SnS）上. SnS 的可见光-NIR 光吸收和 WS 2 的紫外光吸收的协同效应-QDs 用于从 UV 到 NIR 区域进行宽带检测。在 SnS 上制造金属触点，以便它们可以有效地收集光生电荷载流子。因此，器件中的 SnS 层用作 WS 2 -QD 中光生电子-空穴对的传输层。此外，SnS（p 型）和 WS 2 -QD（n 型）在器件上产生不连续分布的高电场，这解释了生成的电子和空穴对的有效离解，显着提高了响应度。发现响应度为 0.655、0.719 和 0.478 AW –1分别在电磁波谱的紫外、可见光 (vis) 和近红外 (NIR) 区域。在这里，在本报告中，不仅光谱范围得到了改善，而且响应度也得到了提高，这是灵活宽带光电探测器的重要一步。
京公网安备 11010802027423号