Tvådimensionella (2D) skiktade material lockar nu stort intresse på grund av deras unika optoelektroniska egenskaper vid atomtjocklek. Bland dem, grafen har mestadels undersökts, men grafens natur med nollgap begränsar dess praktiska tillämpningar. Därför, 2D-skiktade material med inneboende bandgap som MoS2, MoSe2, och MoTe2 är av intresse som lovande kandidater för ultratunna och högpresterande optoelektroniska enheter.

Här, Pil Ju Ko och kollegor vid Toyohashi University of Technology, Japan har tillverkat back-gated fälteffektfototransistorer gjorda av MoSe2-kristaller med en tjocklek på endast tjugo nanometer. Enheterna tillverkades genom mekanisk klyvning av MoSe2-kristaller till få-lagers flingor, följt av överföring på en kiselskiva med förbelagda titanelektroder.

Trots deras ultratunna fysiska storlek, enheterna visade utmärkta fälteffektfototransistoregenskaper. Den uppmätta fotoresponsiviteten på 97,1 AW-1 vid noll back gate-spänning var högre än tidigare rapporter om fotodetektorer tillverkade med GaS, GaSe, MoS2, och InSe. Fotoresponsen hos MoSe2 var mycket snabbare (mindre än 15 msek) än ultrakänsliga fotodetektorer baserade på monolager MoS2. Vidare, den teoretiska externa kvanteffektiviteten var 280 gånger högre än för kommersiella Si- och InGaAs-fotodioder.

Forskningen visar att MoSe2 är ett lovande material för fotodetektorapplikationer. Gruppen optimerar enhetens prestanda genom att studera tjockleken beroende av ljuskänsligheten.