(信息材料與智能感知安徽省實驗室)信息材料與智能感知安徽省實驗室單磊、龍明生教授團隊在紅外光電探測研究方面取得系列進展,先后在材料學科重要期刊發表系列論文,安徽大學均為第一單位。
非對稱勢壘允許一種載流子自由流動而阻擋另一種載流子,這種特性可用于抑制暗電流,從而使紅外光電探測器能夠在室溫下工作。非對稱單極性勢壘阻擋暗電流而不影響光電流流動的光電探測器主要包括兩種類型:nBn型(n型吸收層、勢壘層和n型接觸層)和pBp型(p型吸收層、勢壘層和p型接觸層),其中勢壘層分別被設計用來阻擋多數載流子電子和空穴。基于此,龍明生教授等設計通過精心設計能帶匹配,設計了一種基于G-WSe2-PtSe2范德華異質結構的單極性勢壘nBn光電探測器, 該器件展現出創紀錄的高光開關比(約10?)和超快光響應速度(上升時間τr = 699 ns,衰減時間τd = 452 ns)。研究結果為光通訊、光芯片提供高器件支撐。相關研究成果以“Unipolar Barrier Photodetectors Based on Van Der Waals Heterostructure with Ultra-High Light On/Off Ratio and Fast Speed”(DOI:10.1002/advs.202413844)為題發表在材料領域知名期刊《Advanced Science》上。安徽大學王所富博士后和研究生王秀秀為共同第一作者,龍明生教授、韓濤博士和單磊教授為通訊作者。
圖. G-WSe2-PtSe2光電器件結構及性能
此外,在新型反常光響應(負光電導)方面設計了非對稱接觸的PdSe2器件,實現從可見到長波紅外超寬光譜范圍反常光響應,為人工設計具有負光響應器件提供可控的器件支撐,題為“Anomalous Ultra-Broadband Photoresponse Based on PdSe2 with Asymmetric Contact”(DOI:10.1002/adom.202403065)的研究成果發表在期刊《Advanced Optical Materials》(2025, 2403065)上。