高速光応答タイプのa-Si/MoS2光検出器

カリフォルニア大学バークレー校（UCバークレー）の2人のエンジニアは、医用画像の高速化を低コストで実現するために、2硫化モリブデン（ MoS2）を追加したアモルファスシリコン（a-Si）金属−半導体−金属ヘテロ接合光検出器を開発した（1）。2硫化モリブデンは良く知られた乾燥潤滑剤である。
　大面積イメージング装置における多くの光検出器には、光をよく吸収し、加工コストが比較的安価であるという理由で、一般に、a-Siが使われている。しかし、a-Siは、高速で規則的な電子の運動を妨げる欠陥を含むため、動作速度が遅く、光照射量が多くなりがちである。優れた性能を得るには、イメージング装置のコストに加えて、より高価な高温処理が必要になる。
　セイエーフ・サラフディーン氏（Sayeef Salahuddin）とモハマド・エスメイリ‐ラッド氏（Mohammad Esmaeili-Rad）は、MoS2 薄膜をa-Si シートと対にすることによって、この問題を解決した。a-Siとともにダイオードを形成することで、MoS2 は、そこで集められた光生成電子がa-Si内を10倍速く通過することを可能にする。この検出器は緑色光に対して210mA/Wの光応答性をもち、通常のa-Siデバイスに比して2〜4倍高い。
　研究者たちは、これらの材料が取り扱い容易で、安価なので、光検出器の高速化に要するコストを最小にできると語っている。Siなどの従来型半導体と異なり、MoS2 は、本のページのように引き剥がすことができる個々のナノシートから成る。これらのシートは、薄い新規電子デバイスの作製または既存のデバイスの改良に利用されるであろう。

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出典元
https://ex-press.jp/wp-content/uploads/2014/02/0015wn03.pdf