近日，我實(shí)驗(yàn)室納米材料物理與器件課題組在室溫高性能寬譜紅外光電探測(cè)研究方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)結(jié)果以鄭州大學(xué)為第一單位發(fā)表于國(guó)際知名期刊《ACS Nano》(影響因子：14.588)上，(Ultrabroadband and High-Detectivity Photodetector Based on WS2/Ge Heterojunction through Defect Engineering and Interface Passivation, ACS Nano, 2021, DOI: 10.1021/acsnano.1c02007)。該項(xiàng)工作是我院與蘇州大學(xué)、香港理工大學(xué)合作完成的。論文第一作者為實(shí)驗(yàn)室吳翟副教授，實(shí)驗(yàn)室李新建教授、蘇州大學(xué)揭建勝教授和香港理工大學(xué)曾龍輝博士為共同通訊作者。

近年來(lái)，隨著軍事和民用領(lǐng)域?qū)t外光電探測(cè)器的重大需求，因此研發(fā)室溫高性能寬光譜響應(yīng)的紅外光電探測(cè)器顯得尤為迫切。在該項(xiàng)研究中，研究人員創(chuàng)新性地通過(guò)缺陷工程成功將二維WS2薄膜的帶隙降低至0.26 eV，并通過(guò)引入界面鈍化構(gòu)建了WS2/AlOx/Ge混合維度范德華異質(zhì)器件，成功實(shí)現(xiàn)了室溫高性能寬光譜紅外光電探測(cè)，響應(yīng)范圍覆蓋從深紫外到中紅外（200 nm-4.6 μm），是目前已報(bào)道的二維WS2薄膜探測(cè)器中最寬的探測(cè)波長(zhǎng)。此外，該探測(cè)器具有自驅(qū)動(dòng)功能，工作時(shí)無(wú)需外界提供能源，在零偏壓下其響應(yīng)度高達(dá)634.5 mA/W，比探測(cè)率高達(dá)4.3×1011 Jones，響應(yīng)速度為9.8/12.7微秒，其性能優(yōu)于同類(lèi)型的器件。得益于優(yōu)異的紅外探測(cè)性能，該器件展示了良好的中紅外成像能力。這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)構(gòu)建室溫高性能寬光譜光電探測(cè)器提供了一種新的策略，并為其進(jìn)一步應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

圖1. WS2/AlOx/Ge混合維度范德華異質(zhì)結(jié)寬波段紅外光電探測(cè)器

該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金-河南聯(lián)合基金、河南省自然科學(xué)基金和鄭州大學(xué)青年教師基礎(chǔ)研究培育基金等項(xiàng)目的支持。