过渡金属二硫化物（TMDs）等二维层状资料因其共同的光电功能而引起了广泛重视。TMDs具有比如宽可调带隙、高载流子迁移率等特色，使其成为开发高功能光电器材的抱负候选资料。在这一布景下，铂硒化物（PtSe2）作为一种窄带隙的TMDs，具有优异才能的环境稳定性、高载流子迁移率和杰出的光吸收特性，因而被广泛研讨用于中波红外（MWIR）光电检测。但是，虽然PtSe2具有许多长处，但其室温下操作的光晶体管却存在着高暗电流和布景噪声等问题。
为了处理PtSe2光晶体管在室温下的这样一些问题，安徽大学物质科学与信息技术学院韩涛博士, 单磊教授, 龙明生教授等人经过将石墨烯引进WSe2/PtSe2异质二极管器材中，并规划了一种部分起浮栅结构，科学家们企图进步器材的光增益，并改进光呼应速度和光谱规模。他们规划了一种石墨烯增强的G-WSe2/PtSe2异质二极管，经过在金属电极上放置该器材，并使用石墨烯层作为部分起浮栅，成功地完成了超宽带光呼应、超高的光开/关比和具有竞争力的光伏功率。这项研讨为进步PtSe2基光电器材的功能供给了一种新的途径，并在了解和优化二维资料的光电功能方面取得了重要发展。以上成果在Advanced Optical Materials期刊发题为“A Self-Powered Photodetector Based on Graphene Enhanced WSe2/PtSe2 Heterodiode with Fast Speed and Broadband Response”最新研讨论文。
为了进步铂硒化物（PtSe2）基光电器材在室温下的功能，研讨者规划了一种石墨烯（G）增强的G-WSe2/PtSe2异质二极管。首要，图1展现了该异质二极管的结构示意图及资料特性。经过拉曼光谱分析，成果显现石墨烯、WSe2、PtSe2和异质结构的特征峰，验证了资料的存在和组成。在暗条件下，典型的G-WSe2/PtSe2异质二极管器材体现出了典型的I-V曲线，进一步证明晰器材的正常作业。在光照条件下，跟着405 nm激光功率的添加，器材的开路电压VOC和短路电流ISC逐步添加，标明光电流的增强。最终，输出电功率的图示出了不同405 nm激光入射光功率下的器材功能。
接着，图2展现了该异质二极管在可见光谱规模内的光电特性。在不同的405 nm激光功率下，器材的I-V曲线呈现出不同的特性，进一步证明晰器材的光呼应功能。填充因子和功率转化功率跟着405 nm激光照耀功率的添加而添加，标明晰器材的光电功能得到了进步。在不同入射光功率下，器材的时刻呼应显现出不同的特性，进一步证明晰器材的快速呼应功能。然后，图3展现了该异质二极管在红外光谱规模内的光电特性。跟着637 nm激光照耀功率的添加，器材的I-V曲线呈现出不同的特性，进一步证明晰器材对红外光的呼应功能。器材的输出电功率跟着637 nm激光入射功率的添加而添加，标明晰器材在红外光谱规模内的高效光电转化功能。在不同光照功率下，器材的时刻呼应显现出不同的特性，进一步证明晰器材在红外光谱规模内的快速呼应功能。最终，图4展现了该异质二极管与从前二维资料基光电探测器的功能比较。经过调理不同3366 nm MWIR激光照耀功率，器材的功能得到了进一步的验证和评价。与从前的光电探测器比较，该异质二极管体现出了更高的光开/关比和更快的呼应时刻，进一步证明晰其优胜功能。以下是相关图文信息：
图1：G-WSe2/PtSe2异质二极管的示意图和资料表征。a) 石墨烯增强的WSe2/PtSe2异质二极管器材的示意图。b) 石墨烯（蓝色）、WSe2（紫色）、PtSe2（酒赤色）和异质结构（赤色）的拉曼光谱。c) G-WSe2/PtSe2异质二极管器材的典型暗态I-V曲线的半对数图。d) 不同405 nm激光照耀功率下G-WSe2/PtSe2器材的I-V曲线。e) 提取的开路电压VOC和短路电流ISC与照耀功率的联系。f) 不同405 nm激光光功率下G-WSe2/PtSe2异质二极管器材的输出电功率。
图2：在可见光谱规模内一个典型G-WSe2/PtSe2异质二极管器材的光电特性。a) 80.3 µW功率的405 nm激光下G-WSe2/PtSe2异质二极管器材的I-V曲线。b) 提取的填充因子和光电转化功率PCE与405 nm激光照耀功率的联系。c) 在0 V偏置下不同入射光功率下器材的时刻呼应。d) 在Vds = 0 V偏置下，R和EQE随入射光功率的依赖性。
图3：红外光谱规模内器材的光电特性。a) 不同637 nm激光照耀功率下G-WSe2/PtSe2异质二极管的I-V曲线和无照耀曲线 nm激光功率下G-WSe2/PtSe2异质二极管器材的输出电功率。c) 在0 V偏置下，不同入射光功率下器材的时刻呼应。d) 在−1 V偏置下，637 nm激光照耀下G-WSe2/PtSe2异质二极管器材的光呼应时刻。
图4：G-WSe2/PtSe2异质二极管光电探测器的带图和功能比较以及之前的2D资料基光电探测器。a) 在不同3366 nm中红外激光照耀功率下G-WSe2/PtSe2异质二极管器材的I-V曲线 nm激光照耀功率下器材的输出电功率。c) 在0 V偏置下，不同3366 nm MWIR激光光功率下器材的时刻呼应。d) 与最先进的2D资料基光电探测器的光开/关比和呼应时刻的比较。
总归，作者报导了一种石墨烯增强的笔直G-WSe2/PtSe2异质二极管光电探测器。在可见光谱规模内展现了超高的光开/关比 108，以及超快的光呼应速度，上升时刻τr= 0.9 µs，衰减时刻τd = 1.5 µs。值得一提的是，该器材能够在可见光到中红外（405–3366 nm）的超宽带光谱规模内作业，并具有竞争性的光伏呼应，光电转化功率到达3.45%。该器材展现了在中红外光谱规模内的室温光伏呼应。依据成果得出，将薄石墨烯层放置在二维范德华异质结构上是调理光电探测器功能的有用方法。
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