成果介绍

　　由于出色的导电性、高透射率和可调的功函数，2D过渡金属碳化物和氮化物在光电应用中显示出了广阔的前景，特别是在MXene半导体器件中。

　　有鉴于此，近日，华中科技大学高义华教授团队制备并研究了Ti3C2TX/（n/p）-GaN范德华异质结。Ti3C2TX/（n/p）-GaN肖特基结通过紫外光电子能谱（UPS）证实，其功函数为Ti3C2TX≈4。2 eV。基于Ti3C2TX/（n/p）-GaN肖特基结，制备了高速光电探测器和稳定的橙色发光二极管（LED）。在365 nm波长和96。9 μW cm-2功率密度的光源下，Ti3C2TX/n-GaN异质结光电探测器显示出短的上升时间（60 ms）和衰减时间（20 ms），高响应率（44。3 mA W-1）和开/关比（≈11300）。Ti3C2TX/p-GaN异质结LED在4至22V的偏置电压下仍保持稳定的橙色发光。进一步计算出22 V下EL光谱的色度坐标和色温分别为0。4541、0。4432和2953 K。这项工作为MXene在光电器件中的应用提供了基本的见解。

　　图文导读

　　图1。 Ti3C2TX的合成和Ti3C2TX/GaN器件的制备示意图。

　　图2。 Ti3C2TX/GaN器件的能带图。

　　图3。 MXene的表征。

　　图4。 Ti3C2TX/GaN器件的UPS光谱和能带排列。

　　图5。 Ti3C2TX/n-GaN光电探测器的性能。

　　图6。 Ti3C2TX/p-GaN LEDs的性能。

　　文献信息

　　MXene-GaN van der Waals Heterostructures for High-Speed Self-Driven Photodetectors and Light-Emitting Diodes

　　（Adv。 Electron。 Mater。， 2021， DOI：10。1002/aelm。202000955）

　　文献链接：https：//onlinelibrary。wiley。com/doi/10。1002/aelm。202000955