2D Bi2O2SE-WSE2ヘテロ構造におけるラマン異方性および偏光感受性光検出

2次元（2D）ビスマスオキシセレニド（Bi2O2SE）は、その高可動性、調整可能なバンドギャップ、および空気安定性により、注目を集めています。静電層間層相互作用による切断されたbi2O2SEの表面再構築は、面内の異方性構造と物理学につながる可能性があります。この作業では、角度分解偏光ラマン（ARPR）スペクトルを介して、フォノンモードの強力な異方性を最初に発見しました。異方性の特徴の恩恵を受けると、高パフォーマンス偏光感受性光検出器は、偏光照明感作として、2D WSE2で構成されるヘテロ構造をフォトキャリエ輸送チャネルとして構成することにより達成されました。検出器は、このデバイスアーキテクチャの写真撮影効果により、高い応答性、高速、および高感度の高い応答性、高速、高感度に加えて、405〜1064 nmのブロードバンド応答スペクトルを示します。さらに重要なことに、光電流は4.9の最大二色性比で強い光偏光依存性を示し、偏光405および635 nmの光によって励起される角依存性光電流の反転が観察されます。この作業は、角質除去されたBi2O2SEの光電流異方性の観点から新しい洞察を提供し、角度分解エレクトロニクスとオプトエレクトロニクスのアプリケーションを拡張します。

Two-dimensional (2D) bismuth oxyselenide (Bi2O2Se) has attracted increasing attention due to its high mobility, tunable band gap, and air stability. The surface reconstruction of cleaved Bi2O2Se due to the electrostatic interlayer interactions can lead to the in-plane anisotropic structure and physics. In this work, we first discovered the strong anisotropy in phonon modes through the angle-resolved polarized Raman (ARPR) spectra. Benefiting from the anisotropic feature, a high-performance polarization-sensitive photodetector has been achieved by constructing a heterostructure composed of the multilayer Bi2O2Se as polarized-light sensitizers and 2D WSe2 as a photocarrier transport channel. The detectors exhibit broadband response spectra from 405 to 1064 nm along with high responsivity, fast speed, and high sensitivity owing to the photogating effect in this device architecture. More importantly, the photocurrent shows strong light polarization dependence with the maximum dichroism ratio of 4.9, and a reversal is observed for the angle-dependent photocurrent excited by polarized 405 and 635 nm light. This work provides new insight in terms of optical and photocurrent anisotropy of exfoliated Bi2O2Se and expands its applications in angle-resolved electronics and optoelectronics.