新型二维过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物（MXenes），已经成为电子、光电子和能量存储等应用领域的新候选材料。自从2011年首次发现，MXenes凭借独特的物理、化学和机械性能受到了越来越多的关注。特别是独特的光学和电学性质，包括透明度、饱和性吸收和高导电性，使MXenes在光电探测器中扮演了不同的角色，如透明电极、肖特基触点、光吸收器和等离子体材料。考虑到可加工性，MXenes同样具有大规模合成的巨大潜力，因而在电子和光子器件的应用中受到人们的青睐。

成果简介

     近日，电子科技大学的巫江教授在国际顶级期刊Advanced Functional Materials发表了题目为“Recent Advances in 2D MXenes for Photodetection”的论文。尽管相比其它2D材料只是近几年才开始探索，MXenes已经在低成本和高性能光电探测方面展示出了巨大的潜力。相关的光电探测器，包括简单的光导体、自驱动光电探测器和增强型等离子体已经被报道。综述了近年来MXenes基光电探测器的研究进展。

图 1 MXenes的制备示意图。

 图 2MXenes的光学和电性能。

图3 Ti₃C₂T_x/n-Si异质结构的光电特性和光电探测器性能。 

图 4 MXene基光电探测器性能与Au基设备的性能对比。

图 5 MXenes的环境敏感性的紫外光响应性能。

图 6 MXenes光电探测器阵列性能。

图 7 MXenes和钙钛矿的材料特性以及光电探测器的性能。

图 8 等离子体光电探测器的性能。

图 9 Mo₂C/MoS₂光电探测器的光响应特性。

结 论

      综上所述，MXenes表现出有趣的材料特性，综述了近年来国内外在光导体、自供电光电探测器和等离子体辅助光电探测器等MXenes基光电探测器方面的研究进展。可控的光学和电学性能使MXenes在光电探测器中能够扮演不同的角色，并作为应用于不同设备配置的多功能平台。尽管如此，作为新兴的光电设备候选材料，仍有一些尚未解决的挑战如合成用于光电探测的MXenes半导体、长期空气稳定性和大型设备的制造。目前报道最多的光电探测装置仍然多为Ti₃C₂T_x的研究。在其他的MXenes需要更多的探索以开发MXenes在光电探测方面的全部潜力。总之，由于多功能性、独特的光学和电学的特性，MXenes在光电探测材料中具有广阔的应用前景。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202000907

信息来源：MXene学术