The two-dimensional material, molybdenum disulfide (MoS2), has attracted considerable attention for numerous applications in optoelectronics. Here, we demonstrate a plasmonic enhancement of photocurrent in MoS2 field-effect-transistor decorated with gold nanoparticles, with significantly enhanced photocurrent peaked at the plasmon resonant wavelength around 540 nm. Our findings offer a possibility to realize wavelength selectable photodetection in MoS2 based phototransistors.

1.
K. S.
Novoselov
,
A. K.
Geim
,
S. V.
Morozov
,
D.
Jiang
,
Y.
Zhang
,
S. V.
Dubonos
,
I. V.
Grigorieva
, and
A. A.
Firsov
,
Science
306
,
666
(
2004
).
2.
K.
Lee
,
H.-Y.
Kim
,
M.
Lotya
,
J. N.
Coleman
,
G.-T.
Kim
, and
G. S.
Duesberg
,
Adv. Mater.
23
,
4178
(
2011
).
3.
B.
Radisavljevic
,
M. B.
Whitwick
, and
A.
Kis
,
ACS Nano
5
,
9934
(
2011
).
4.
K.
Mak
,
C.
Lee
,
J.
Hone
,
J.
Shan
, and
T.
Heinz
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
136805
(
2010
).
5.
A.
Splendiani
,
L.
Sun
,
Y.
Zhang
,
T.
Li
,
J.
Kim
,
C.-Y.
Chim
,
G.
Galli
, and
F.
Wang
,
Nano Lett.
10
,
1271
(
2010
).
6.
B.
Radisavljevic
,
A.
Radenovic
,
J.
Brivio
,
V.
Giacometti
, and
A.
Kis
,
Nat. Nanotechnol.
6
,
147
(
2011
).
7.
H.
Li
,
Z.
Yin
,
Q.
He
,
H.
Li
,
X.
Huang
,
G.
Lu
,
D. W. H.
Fam
,
A. I. Y.
Tok
,
Q.
Zhang
, and
H.
Zhang
,
Small
8
,
63
(
2012
).
8.
S.
Ghatak
,
A. N.
Pal
, and
A.
Ghosh
,
ACS Nano
5
,
7707
(
2011
).
9.
Y.
Yoon
,
K.
Ganapathi
, and
S.
Salahuddin
,
Nano Lett.
11
,
3768
(
2011
).
10.
Y.-H.
Lee
,
X.-Q.
Zhang
,
W.
Zhang
,
M.-T.
Chang
,
C.-T.
Lin
,
K.-D.
Chang
,
Y.-C.
Yu
,
J. T.-W.
Wang
,
C.-S.
Chang
,
L.-J.
Li
, and
T.-W.
Lin
,
Adv. Mater.
24
,
2320
(
2012
).
11.
K.-K.
Liu
,
W.
Zhang
,
Y.-H.
Lee
,
Y.-C.
Lin
,
M.-T.
Chang
,
C.-Y.
Su
,
C.-S.
Chang
,
H.
Li
,
Y.
Shi
,
H.
Zhang
,
C.-S.
Lai
, and
L.-J.
Li
,
Nano Lett.
12
,
1538
(
2012
).
12.
C.
Lee
,
H.
Yan
,
L. E.
Brus
,
T. F.
Heinz
,
J.
Hone
, and
S.
Ryu
,
ACS Nano
4
,
2695
(
2010
).
13.
G.
Eda
,
H.
Yamaguchi
,
D.
Voiry
,
T.
Fujita
,
M.
Chen
, and
M.
Chhowalla
,
Nano Lett.
11
,
5111
(
2011
).
14.
Y.
Zhang
,
J.
Ye
,
Y.
Matsuhashi
, and
Y.
Iwasa
,
Nano Lett.
12
,
1136
(
2012
).
15.
J.
Kibsgaard
,
Z. B.
Chen
,
B. N.
Reinecke
, and
T. F.
Jaramillo
,
Nat. Mater.
11
,
963
(
2012
).
16.
L. L.
Jiang
,
T. Z.
Yang
,
F.
Liu
,
J.
Dong
,
Z. H.
Yao
,
C. M.
Shen
,
S. Z.
Deng
,
N. S.
Xu
,
Y. Q.
Liu
, and
H. J.
Gao
,
Adv. Mater.
25
,
250
(
2013
).
17.
Y.
Xue
,
B.
Wu
,
L.
Jiang
,
Y.
Guo
,
L.
Huang
,
J.
Chen
,
J.
Tan
,
D.
Geng
,
B.
Luo
,
W.
Hu
,
G.
Yu
, and
Y.
Liu
,
J. Am. Chem. Soc.
134
,
11060
(
2012
).
18.
M.
Chhowalla
,
H. S.
Shin
,
G.
Eda
,
L. J.
Li
,
K.
Loh
, and
H.
Zhang
,
Nat. Chem.
5
,
263
(
2013
).
19.
X.
Huang
,
Z. Y.
Zeng
, and
H.
Zhang
,
Chem. Soc. Rev.
42
,
1934
(
2013
).
20.
R.
Kasowski
,
Phys. Rev. Lett.
30
,
1175
(
1973
).
21.
S.
Lebègue
and
O.
Eriksson
,
Phys. Rev. B
79
,
115409
(
2009
).
22.
J.
McMenamin
and
W.
Spicer
,
Phys. Rev. Lett.
29
,
1501
(
1972
).
23.
X.
Zong
,
G. P.
Wu
,
H. J.
Yan
,
G. J.
Ma
,
J. Y.
Shi
,
F. Y.
Wen
,
L.
Wang
, and
C.
Li
,
J. Phys. Chem. C
114
,
1963
(
2010
).
24.
Z. Y.
Yin
,
H.
Li
,
H.
Li
,
L.
Jiang
,
Y. M.
Shi
,
Y. H.
Sun
,
G.
Lu
,
Q.
Zhang
,
X. D.
Chen
, and
H.
Zhang
,
ACS Nano
6
,
74
(
2012
).
25.
H. S.
Lee
,
S.-W.
Min
,
Y.-G.
Chang
,
M. K.
Park
,
T.
Nam
,
H.
Kim
,
J. H.
Kim
,
S.
Ryu
, and
S.
Im
,
Nano Lett.
12
,
3695
(
2012
).
26.
T. J.
Echtermeyer
,
L.
Britnell
,
P. K.
Jasnos
,
A.
Lombardo
,
R. V.
Gorbachev
,
A. N.
Grigorenko
,
A. K.
Geim
,
A. C.
Ferrari
, and
K. S.
Novoselov
,
Nat. Commun.
2
,
458
(
2011
).
27.
Y.
Liu
,
R.
Cheng
,
L.
Liao
,
H.
Zhou
,
J.
Bai
,
G.
Liu
,
L.
Liu
,
Y.
Huang
, and
X.
Duan
,
Nat. Commun.
2
,
579
(
2011
).
28.
K.
Nakayama
,
K.
Tanabe
, and
H. A.
Atwater
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
121904
(
2008
).
29.
D. M.
Schaadt
,
B.
Feng
, and
E. T.
Yu
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
063106
(
2005
).
30.
M. M.
Benameur
,
B.
Radisavljevic
,
J. S.
Héron
,
S.
Sahoo
,
H.
Berger
, and
A.
Kis
,
Nanotechnolgy
22
,
125706
(
2011
).
31.
G.
Frens
,
Nat. Phys. Sci.
241
,
20
(
1973
).
32.
S. J.
Barrow
,
X.
Wei
,
J. S.
Baldauf
,
A. M.
Funston
, and
P.
Mulvaney
,
Nat. Commun.
3
,
1275
(
2012
).
33.
P. K.
Jain
,
W. Y.
Huang
, and
M. A.
El-Sayed
,
Nano Lett.
7
,
2080
(
2007
).
34.
Y.
Tian
and
T.
Tatsuma
,
J. Am. Chem. Soc.
127
,
7632
(
2005
).
35.
A.
Furube
,
L.
Du
,
K.
Hara
,
R.
Katoh
, and
M.
Tachiya
,
J. Am. Chem. Soc.
129
,
14852
(
2007
).
You do not currently have access to this content.