Tweedimensionale (2D) gelaagde materialen trekken nu veel belangstelling vanwege hun unieke opto-elektronische eigenschappen bij atomaire diktes. Onder hen, grafeen is het meest onderzocht, maar de zero-gap aard van grafeen beperkt de praktische toepassingen ervan. Daarom, 2D gelaagde materialen met intrinsieke band gaps zoals MoS2, MoSe2, en MoTe2 zijn van belang als veelbelovende kandidaten voor ultradunne en hoogwaardige opto-elektronische apparaten.

Hier, Pil Ju Ko en collega's van de Toyohashi University of Technology, Japan heeft back-gated veldeffect fototransistoren gemaakt van MoSe2-kristallen met een dikte van slechts twintig nanometer. De apparaten werden vervaardigd door mechanische splitsing van MoSe2-kristallen in vlokken met een paar lagen, gevolgd door overdracht op een siliciumwafel met vooraf gedeponeerde titaniumelektroden.

Ondanks hun ultradunne fysieke grootte, de apparaten vertoonden uitstekende fototransistorkarakteristieken met veldeffect. De gemeten fotoresponsiviteit van 97,1 AW-1 bij een backgate-spanning van nul was hoger dan eerdere rapporten van fotodetectoren vervaardigd met behulp van GaS, Gas, MoS2, en InSe. De fotorespons van de MoSe2 was veel sneller (minder dan 15 msec) dan ultragevoelige fotodetectoren op basis van monolaag MoS2. Verder, de theoretische externe kwantumefficiëntie was 280 keer hoger dan die van commerciële Si- en InGaAs-fotodiodes.

Uit het onderzoek blijkt dat MoSe2 een veelbelovend materiaal is voor fotodetectortoepassingen. De groep optimaliseert de prestaties van het apparaat door de dikte te bestuderen, afhankelijk van de lichtgevoeligheid.