巫江AFM综述: 二维MXene用于光电探测的最新进展

雨辰

2020-04-07

Mxenes是一类新型的二维过渡金属碳化物，碳氮化物和氮化物，在电子，光电和储能等领域具有巨大的应用潜力。自2011年首次发现以来，MXene由于其独特的物理，化学和机械性能（可通过不同的表面终端和过渡金属进行调节）而受到越来越多的关注。特别是，光学和电学性质（包括透明性，饱和吸收和高导电性）赋予了MXenes在光电探测器中的独特作用，例如透明电极，肖特基触点，光吸收剂和plasmonic材料。

有鉴于此，电子科技大学巫江教授等人，综述了近年来基于2D MXene的光电探测器的研究进展，包括光电导体，自供电光电探测器和等离激元辅助光电探测器。

本文要点

1）MXene的光学和电学特性，如厚度相关的透过率和吸光度、饱和吸收和高导电性，是光电探测所需要的。可控的光学和电学特性使MXene在光电探测器中发挥各种作用，并为不同的设备配置提供了多功能平台。在光电探测器中MXenes具有以下作用：1）透明电极，得益于良好的透光率和金属导电性；2）肖特基接触，具有1.6~8.0 eV宽范围内的可调WFs；3）光吸收剂；4）金属行为导致的等离子体材料。

2）另一方面，MXenes的表面等离子体效应为高性能MXene光电探测器的发展提供了一条有前景的途径。MXenes的2D特性也具有用于柔性电子元件的潜力，可以适用于多种基材的无缝集成，包括弹性基材、刚性基材、非晶基材和结晶基材。

3）MXene仍然存在许多挑战，例如用于光电探测，长期空气稳定性和大规模器件阵列制造的半导体MXene的合成。尽管已经预测了一个大家族，但大多数报道的光电探测设备仍基于金属Ti₃C₂Tx。因此，还需要对其他MXene进行更多的研究，以探索MXene在光电探测方面的全部潜力。

总之，尽管与其他2D材料相比，Mxenes在此类应用中的起步较晚，但MXenes在低成本和高性能的光电检测中具有广阔的应用前景。

参考文献：

Hao Xu et al. Recent Advances in 2D MXenes for Photodetection. Advanced Functional Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adfm.202000907

https://doi.org/10.1002/adfm.202000907