MOS2におけるFlexo-Photovoltaic効果

従来のP-N接合部における光電気変換の理論的衝撃キーザー限界は、非中心的材料で一意に発生するバルク太陽光発電効果によって潜在的に克服される可能性があります。ひずみ勾配のエンジニアリングを使用して、屈曲性ホトボルタ酸効果、つまりひずみ勾配誘発性のバルク太陽光発電効果は、将来のセンシングとエネルギーの適用のために材料の選択を大幅に拡大する中心膜の半導体で活性化できます。ここでは、MOS2とVO2で構成されるハイブリッドシステムの構造的不均一性と相転移に基づいたひずみ勾配工学アプローチを使用することにより、典型的な2次元材料であるMOS2における柔軟症と光子岩効果の実験的実証を報告します。MOS2の実験的バルク太陽光発電係数は、ほとんどの非中心的材料のそれよりも桁違いに高いです。我々の発見は、屈曲勾配材料における新しい光電子現象の探求を潜在的に刺激する可能性のある低次元材料における屈筋とひずみ勾配との根本的な関係を明らかにします。

The theoretical Shockley-Queisser limit of photon-electricity conversion in a conventional p-n junction could be potentially overcome by the bulk photovoltaic effect that uniquely occurs in non-centrosymmetric materials. Using strain-gradient engineering, the flexo-photovoltaic effect, that is, the strain-gradient-induced bulk photovoltaic effect, can be activated in centrosymmetric semiconductors, considerably expanding material choices for future sensing and energy applications. Here we report an experimental demonstration of the flexo-photovoltaic effect in an archetypal two-dimensional material, MoS2, by using a strain-gradient engineering approach based on the structural inhomogeneity and phase transition of a hybrid system consisting of MoS2 and VO2. The experimental bulk photovoltaic coefficient in MoS2 is orders of magnitude higher than that in most non-centrosymmetric materials. Our findings unveil the fundamental relation between the flexo-photovoltaic effect and a strain gradient in low-dimensional materials, which could potentially inspire the exploration of new optoelectronic phenomena in strain-gradient-engineered materials.