澳大利亚皇家墨尔本理工学院的研究人员利用液态金属锡,大面积合成了一系列单层和多层二维硫化锡(SnS),直径达到毫米级。 

原子级厚度硫化锡载流子迁移率高、吸收系数大,在电子和光电器件领域广泛的应用潜力。但是,强的层间相互作用使大面积合成面临诸多挑战,导致实际应用受限。研究人员先在硫化氢气氛中、于350℃下对熔融金属锡进行表面硫化处理;再利用范得华力压印转移技术将熔融锡顶部表面形成的硫化锡薄层剥离,得到毫米级单层或多层二维硫化锡;随后将其转移到硅、玻璃等基底上。研究发现:非极化特性使熔融锡与其硫化表面之间不存在宏观作用力,可实现二维硫化锡的完全分离。以亚纳米级二维硫化锡为原料,利用光刻技术制备出光电探测器件,在深紫外到近红外范围(280~850 nm)内表现出光谱响应特性,光谱响应度达到927 A/W,比商用光电探测器高3个数量级。

用于宽带光电探测器的超薄二维硫化锡

这项研究为制备大尺寸二维材料提供了一种新方法,将促进高性能光电探测器的研制,对光电电路、传感和生物医学等领域的发展有重要意义。

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