中国科学院
Ti3C2Tx MXene的合成和结构示意图
b、在图案化蓝宝石衬底上制备的所提出的钯的示意图
建议的局部放电的高放大倍数(比例尺:3微米)光学图像
蓝色方框内是更精细的区域响应度和光致发光映射区域
当所提出的局部放电处于+5V偏压(比例尺:1微米)时，蓝色方框内的响应度映射
图1中蓝盒区的光致发光强度图
4b在e 524的提取的法布里-珀罗干涉波长处
2 nm(波谷)，f 520
7 nm(峰值)，g 517
3 nm(波谷)和h 513
1纳米(峰值)
比例尺是1微米
信用:凌志洛、黄、程克明、阿卜杜拉·哈桑、马赫迪·阿尔卡塔尼、李斌唐、、 多年来，高水平的暗电流和噪声一直困扰着金属-半导体-金属光电探测器
最近，中国科学家证明，通过用MXene代替传统金属，可以显著改善MSM多量子阱光电探测器的暗电流和噪声
物联网的发展引发了人们对光电探测器的强烈兴趣，因为光电探测器广泛应用于传感、检测、数据传输和处理
未来支持5G的物联网(5G-IoT)将需要新的性能标准，如海量连接、超低延迟和超可靠性，以满足大量物联网设备的需求
为了满足这些需求，金属-半导体-金属(MSM)光电探测器因其高响应速度、简单的制造工艺和与场效应晶体管(FET)技术集成的可行性而备受关注
然而，传统的制造工艺将在金属-半导体界面处诱发化学无序和缺陷状态，导致显著的暗电流和噪声
此外，不透明金属通常被放置在有效光吸收区域的顶部，这将反射部分入射光，从而降低MSM光电探测器的响应度
在《光科学与应用》杂志发表的一篇新论文中，由中国电子科技大学基础与前沿科学研究所的吴江教授领导的科学家团队展示了一种高性能的基于MXene-GaN-MXene的多量子阱光电探测器，该探测器是通过简单的液滴铸造在蓝宝石衬底上制备的
MXene是2011年发现的一种新型二维(2D)材料，具有许多迷人的特性，如金属导电性、机械柔韧性、亲水性、良好的透射率和化学稳定性，使MXene能够在低温和环境条件下在溶液中加工
此外，广泛可调的功函数使MXene成为各种半导体材料欧姆接触或肖特基接触的绝佳选择
更重要的是，2D材料由面内共价键合的原子层组成，这些原子层在面外方向上相互作用很弱
当沉积在体半导体材料上时，界面上形成的MXene-半导体范德华结没有化学无序，缺陷态较少，可以避免费米能级钉扎效应，降低反向隧穿电流
姜等人提出的多量子阱光电探测器生长在蓝宝石衬底上，可以促进外延横向过度生长(ELOG)模式，从而降低氮化镓外延层中的缺陷密度
基于MXene-GaN-MXene的多量子阱光电探测器与传统的光电探测器相比，在蓝绿色光谱范围内显示出显著改善的响应度、暗电流和噪声，使其成为水下光学探测和通信的潜在候选者
这些改进归功于低缺陷的MXene-GaN范德瓦尔斯界面
更有趣的是，由于高质量的MXene-GaN范德瓦尔斯结可以抑制暗电流和噪声，从而区分出纳安数量级的光电流的微小空间变化，因此观察到图案化蓝宝石衬底的局部光聚焦和增强
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