Fotodetektor UV berbasis nanostruktur ZnO dengan konfigurasi logam-semikonduktor-logam (MSM) menarik banyak minat karena pembuatannya yang sederhana. Namun, mereka menghadapi masalah seperti laju rekombinasi tinggi dan mobilitas pembawa muatan rendah. Penelitian ini secara menyeluruh mengkaji efek dari paparan UV-O3 selama 15 menit pada struktur ZnO/MoS2. Penambahan nanosheets MoS2 dan UV-O3 treatment secara signifikan meningkatkan seluruh parameter kinerja fotodektektor. ZnO/MoS2UVo menunjukkan hasil yang paling baik, dengan peningkatan enam kali lipat dalam Sensitivitas di bawah cahaya UV dibandingkan dengan ZnO NR murni. Responsivitas, Detektivitas, dan Efisiensi Kuantum juga menunjukkan peningkatan hingga 102%. Peningkatan ini secara umum disebabkan oleh penurunan arus gelap (dark current) setelah penambahan nanosheets MoS2 pada ZnO NR. Penurunan ini mungkin disebabkan oleh pengurangan jumlah kekosongan oksigen ( ) karena terisi oleh atom tepi belerang S dari MoS2. Selain itu, penurunan arus gelap secara lebih lanjut setelah paparan UV-O3 disebabkan oleh semakin berkurangya dalam ZnO. UV-O3 treatment memperkenalkan atom oksigen baru, menggantikan atom tepi belerang pada kekosongan tersebut, yang kemudian membentuk lapisan molybdenum oksida (MoO3) pada permukaan ZnO/MoS2. Meskipun demikian, banyaknya sambungan antara ZnO, MoS2, dan MoO3 memperlambat transfer muatan ke elektroda.
UV photodetectors based on ZnO nanostructures, using a metal-semiconductor-metal (MSM) configuration, are popular due to their simple fabrication. However, they face issues like a high recombination rate and low charge carrier mobility. This study thoroughly examines the effects of 15 min UV-O3 exposure on the ZnO/MoS2 structure. The integration of MoS2 nanosheets and UV-O3 treatment significantly boosts all performance parameters. ZnO/MoS2UVo displays the most remarkable results, with a six-fold increase in Sensitivity under UV light compared to pure ZnO NR. It also demonstrates up to a 102% enhancement in Responsivity, Detectivity, and Quantum efiiciency. This enhancement is primarily attributed to the decline in dark current after applying a MoS2 coating on ZnO. This decrease is attributed to the reduction of oxygen vacancies ( ) as sulfur edge atoms from MoS2 fill these vacancies. Furthermore, additional dark current reduction post UV-O3 treatment is due to a substantial reduction in oxygen vacancies within the ZnO. The UV-O3 treatment introduces new oxygen atoms, replacing the sulfur edge atoms at these vacancies, forming a molybdenum oxide (MoO3) layer on the ZnO/MoS2 surface. Despite these improvements, the multiple junctions between ZnO, MoS2, and MoO3. |
T-Suci Mufidah Winata.pdf :: Unduh