Self-powered near-infrared detectors that can work without an external power source underpin important applications in versatile fields. Herein, a self-powered near-infrared (NIR) detector with a metal–semiconductor–metal structure was fabricated by mounting a hydrothermal synthesized Te microwire onto Ti electrodes. Under 1550 nm illumination, the detector exhibits a responsivity of 3.47 × 105 V/W and 170 mA/W and a detectivity of 4 × 109 Jones at room temperature. Such competitive performance can be attributed to the built-in electric fields induced by the asymmetric Schottky barrier. Moreover, benefiting from the highly anisotropic structure of the Te microwire, the polarization dichroic ratio of the device under 1550 nm irradiation can reach up to 2.1. This work provided a facile strategy to realize polarization-sensitive self-powered near-infrared (NIR) detection in a wide temperature range.
References
1.
D. B.
Higginbottom
, A. T. K.
Kurkjian
, C.
Chartrand
, M.
Kazemi
, N. A.
Brunelle
, E. R.
MacQuarrie
, J. R.
Klein
, N. R.
Lee-Hone
, J.
Stacho
, M.
Ruether
, C.
Bowness
, L.
Bergeron
, A.
DeAbreu
, S. R.
Harrigan
, J.
Kanaganayagam
, D. W.
Marsden
, T. S.
Richards
, L. A.
Stott
, S.
Roorda
, K. J.
Morse
, M. L. W.
Thewalt
, and S.
Simmons
, Nature
607
, 266
(2022
).2.
J.
Zha
, M.
Luo
, M.
Ye
, T.
Ahmed
, X.
Yu
, D. H.
Lien
, Q.
He
, D.
Lei
, J. C.
Ho
, J.
Bullock
, K. B.
Crozier
, and C.
Tan
, Adv. Funct. Mater.
32
, 2111970
(2021
).3.
L. H.
Zeng
, M. Z.
Wang
, H.
Hu
, B.
Nie
, Y. Q.
Yu
, C. Y.
Wu
, L.
Wang
, J. G.
Hu
, C.
Xie
, F. X.
Liang
, and L. B.
Luo
, ACS Appl. Mater. Interfaces
5
, 9362
(2013
).4.
Q.
Qiu
, J.
Li
, T.
Wu
, L.
Jiang
, Y.
Li
, W.
Ma
, N.
Yao
, and Z.
Huang
, J. Mater. Chem. C
10
, 6374
(2022
).5.
H.
Qiao
, Z. Y.
Huang
, X. H.
Ren
, S. H.
Liu
, Y. P.
Zhang
, X.
Qi
, and H.
Zhang
, Adv. Opt. Mater.
8
, 1900765
(2020
).6.
Z.
Ye
, C.
Tan
, X.
Huang
, Y.
Ouyang
, L.
Yang
, Z.
Wang
, and M.
Dong
, Nano-Micro Lett.
15
, 38
(2023
).7.
X.
Lu
, L.
Sun
, P.
Jiang
, and X.
Bao
, Adv. Mater.
31
, 1902044
(2019
).8.
F.
Wang
, Y.
Zhang
, Y.
Gao
, P.
Luo
, J.
Su
, W.
Han
, K.
Liu
, H.
Li
, and T.
Zhai
, Small
15
, 1901347
(2019
).9.
L. H.
Zeng
, D.
Wu
, S. H.
Lin
, C.
Xie
, H. Y.
Yuan
, W.
Lu
, S. P.
Lau
, Y.
Chai
, L. B.
Luo
, Z. J.
Li
, and Y. H.
Tsang
, Adv. Funct. Mater.
29
, 1806878
(2019
).10.
L.
Zeng
, D.
Wu
, J.
Jie
, X.
Ren
, X.
Hu
, S. P.
Lau
, Y.
Chai
, and Y. H.
Tsang
, Adv. Mater.
32
, 2004412
(2020
).11.
D.
Wu
, Y.
Wang
, L.
Zeng
, C.
Jia
, E.
Wu
, T.
Xu
, Z.
Shi
, Y.
Tian
, X.
Li
, and Y. H.
Tsang
, ACS Photonics
5
, 3820
(2018
).12.
H.
Liu
, X.
Zhu
, X.
Sun
, C.
Zhu
, W.
Huang
, X.
Zhang
, B.
Zheng
, Z.
Zou
, Z.
Luo
, X.
Wang
, D.
Li
, and A.
Pan
, ACS Nano
13
, 13573
(2019
).13.
L.
Wang
, J.
Jie
, Z.
Shao
, Q.
Zhang
, X.
Zhang
, Y.
Wang
, Z.
Sun
, and S.-T.
Lee
, Adv. Funct. Mater.
25
, 2910
(2015
).14.
L. H.
Zeng
, S. H.
Lin
, Z. J.
Li
, Z. X.
Zhang
, T. F.
Zhang
, C.
Xie
, C. H.
Mak
, Y.
Chai
, S. P.
Lau
, L. B.
Luo
, and Y. H.
Tsang
, Adv. Funct. Mater.
28
, 1705970
(2018
).15.
D.
Wu
, J.
Guo
, C.
Wang
, X.
Ren
, Y.
Chen
, P.
Lin
, L.
Zeng
, Z.
Shi
, X. J.
Li
, C. X.
Shan
, and J.
Jie
, ACS Nano
15
, 10119
(2021
).16.
L.
Zeng
, W.
Han
, S.-E.
Wu
, D.
Wu
, S. P.
Lau
, and Y. H.
Tsang
, IEEE Trans. Electron Devices
69
, 6212
(2022
).17.
W.
Gao
, S.
Zhang
, F.
Zhang
, P. T.
Wen
, L.
Zhang
, Y. M.
Sun
, H. Y.
Chen
, Z. Q.
Zheng
, M. M.
Yang
, D. X.
Luo
, N. J.
Huo
, and J. B.
Li
, Adv. Electron. Mater.
7
, 2000964
(2021
).18.
A.
Allain
, J.
Kang
, K.
Banerjee
, and A.
Kis
, Nat. Mater.
14
, 1195
(2015
).19.
C.
Xie
, L.
Zeng
, Z.
Zhang
, Y. H.
Tsang
, L.
Luo
, and J. H.
Lee
, Nanoscale
10
, 15285
(2018
).20.
Z. M.
Liao
, J.
Xu
, J. M.
Zhang
, and D. P.
Yu
, Appl. Phys. Lett.
93
, 023111
(2008
).21.
Y.
Du
, G.
Qiu
, Y.
Wang
, M.
Si
, X.
Xu
, W.
Wu
, and P. D.
Ye
, Nano Lett.
17
, 3965
(2017
).22.
S.
Dang
, S. D.
Kang
, T.
Dai
, X. Y.
Ma
, H. W.
Li
, W. Q.
Zhou
, G. L.
Wang
, P.
Hu
, Y.
Sun
, Z. H.
He
, F. M.
Yu
, X.
Zhou
, S. X.
Wu
, and S. W.
Li
, Nanotechnology
31
, 095502
(2020
).23.
Y.
Zhu
, F.
Li
, R.
Huang
, T.
Liu
, Y.
Zhao
, Y.
Shen
, J.
Zhang
, A.
Dingsun
, and Y.
Guo
, J. Vac. Sci. Technol. A
36
, 041501
(2018
).24.
E.
Hourdakis
, A.
Kaidatzis
, and D.
Niarchos
, J. Appl. Phys.
129
, 203102
(2021
).25.
Y.
Liu
, Y.
Liu
, Y.
Wu
, S.
Zhao
, F.
Guo
, S.
Li
, W.
Yu
, G.
Liu
, J.
Hao
, Z.
Wang
, K.
Yan
, and L.
Hao
, ACS Appl. Mater. Interfaces
14
, 24557
(2022
).26.
B.
Ouyang
, C.
Chang
, L.-D.
Zhao
, Z. L.
Wang
, and Y.
Yang
, Nano Energy
66
, 104111
(2019
).27.
Y.
Liu
, Y.
Cai
, G.
Zhang
, Y.-W.
Zhang
, and K.-W.
Ang
, Adv. Funct. Mater.
27
, 1604638
(2017
).28.
P.
Hartnagel
and T.
Kirchartz
, Adv. Theory Simul.
3
, 2000116
(2020
).29.
Y.
Zhang
, Y.
Yu
, X.
Wang
, G.
Tong
, L.
Mi
, Z.
Zhu
, X.
Geng
, and Y.
Jiang
, J. Mater. Chem. C
5
, 140
(2017
).30.
L.
Zheng
, P.
Yu
, K.
Hu
, F.
Teng
, H.
Chen
, and X.
Fang
, ACS Appl. Mater. Interfaces
8
, 33924
(2016
).31.
H.
Liu
, N.
Gao
, M.
Liao
, and X.
Fang
, Sci. Rep.
5
, 7716
(2015
).32.
W.
Ma
, Y.
Gao
, L.
Shang
, W.
Zhou
, N.
Yao
, L.
Jiang
, Q.
Qiu
, J.
Li
, Y.
Shi
, Z.
Hu
, and Z.
Huang
, Adv. Sci.
9
, 2103873
(2021
).33.
B.
Luo
, J.
Zhao
, B.
Cheng
, G.
Chen
, T.
Ouyang
, Y.
Pan
, B.
Li
, Y.
Xiao
, and S.
Lei
, J. Mater. Chem. C
6
, 9071
(2018
).34.
T. J.
Yoo
, Y. J.
Kim
, S. K.
Lee
, C. G.
Kang
, K. E.
Chang
, H. J.
Hwang
, N.
Revannath
, and B. H.
Lee
, ACS Photonics
5
, 365
(2017
).35.
Y. G. J.
Zhou
, P.
Fei
, W.
Mai
, Y.
Gao
, R.
Yang
, G.
Bao
, and Z. L.
Wang
, Nano Lett.
8
, 3035
(2008
).36.
A.
Islam
and P. X. L.
Feng
, J. Appl. Phys.
122
, 085704
(2017
).37.
M.
Peng
, R.
Xie
, Z.
Wang
, P.
Wang
, and W.
Hu
, Sci. Adv.
7
, eabf7358
(2021
).38.
X.
Li
, M.
Zhu
, M.
Du
, Z.
Lv
, L.
Zhang
, Y.
Li
, Y.
Yang
, T.
Yang
, X.
Li
, K.
Wang
, H.
Zhu
, and Y.
Fang
, Small
12
, 595
(2016
).39.
H.
Huang
, F.
Wang
, Y.
Liu
, S.
Wang
, and L. M.
Peng
, ACS Appl. Mater. Interfaces
9
, 12743
(2017
).40.
H.
Chen
, C.
Xie
, X.
Zhong
, Y.
Liang
, W.
Yang
, C.
Wu
, and L.
Luo
, J. Mater. Chem. C
10
, 6025
(2022
).41.
A.
Zubair
, X.
Wang
, F.
Mirri
, D. E.
Tsentalovich
, N.
Fujimura
, D.
Suzuki
, K. P.
Soundarapandian
, Y.
Kawano
, M.
Pasquali
, and J.
Kono
, Phys. Rev. Mater.
2
, 015201
(2018
).42.
W.
Wu
, Y.
Wang
, Y.
Niu
, P.
Wang
, M.
Chen
, J.
Sun
, N.
Wang
, D.
Wu
, and Z.
Zhao
, ACS Appl. Mater. Interfaces
12
, 14165
(2020
).43.
R.
Lu
, Z.
Li
, G.
Xu
, and J. Z.
Wu
, Appl. Phys. Lett.
94
, 163110
(2009
).44.
B. C.
St-Antoine
, D.
Menard
, and R.
Martel
, Nano Lett.
11
, 609
(2011
).45.
Y.
Niu
, Y.
Wang
, W.
Wu
, P.
Wang
, J.
Sun
, J.
Wen
, X.
Lu
, P.
Jiang
, S.
Zhang
, N.
Wang
, D.
Wu
, and Z.
Zhao
, Adv. Opt. Mater.
8
, 2000833
(2020
).46.
Y.
Wang
, Y.
Niu
, M.
Chen
, J.
Wen
, W.
Wu
, Y.
Jin
, D.
Wu
, and Z.
Zhao
, ACS Photonics
6
, 895
(2019
).47.
Y.
Liu
, N.
Wei
, Q.
Zeng
, J.
Han
, H.
Huang
, D.
Zhong
, F.
Wang
, L.
Ding
, J.
Xia
, H.
Xu
, Z.
Ma
, S.
Qiu
, Q.
Li
, X.
Liang
, Z.
Zhang
, S.
Wang
, and L.-M.
Peng
, Adv. Opt. Mater.
4
, 238
(2016
).48.
S.
Wang
, Z.
Yang
, D.
Wang
, C.
Tan
, L.
Yang
, and Z.
Wang
, ACS Appl. Mater. Interfaces
15
, 3357
(2023
).49.
L.
Nordin
, A. J.
Muhowski
, and D.
Wasserman
, Appl. Phys. Lett.
120
, 101103
(2022
).50.
L.
Tong
, X.
Huang
, P.
Wang
, L.
Ye
, M.
Peng
, L.
An
, Q.
Sun
, Y.
Zhang
, G.
Yang
, Z.
Li
, F.
Zhong
, F.
Wang
, Y.
Wang
, M.
Motlag
, W.
Wu
, G. J.
Cheng
, and W.
Hu
, Nat. Commun.
11
, 2308
(2020
).51.
M.
Amani
, C.
Tan
, G.
Zhang
, C.
Zhao
, J.
Bullock
, X.
Song
, H.
Kim
, V. R.
Shrestha
, Y.
Gao
, K. B.
Crozier
, M.
Scott
, and A.
Javey
, ACS Nano
12
, 7253
(2018
).52.
Y.
Li
, Z.
Shi
, L.
Wang
, Y.
Chen
, W.
Liang
, D.
Wu
, X.
Li
, Y.
Zhang
, C.
Shan
, and X.
Fang
, Mater. Horiz.
7
, 1613
(2020
).© 2023 Author(s). Published under an exclusive license by AIP Publishing.
2023
Author(s)
You do not currently have access to this content.
