利用离子注入掺杂的方式，研制出了Ge掺磷（Ge:P）平面型BIB IR/THz探测器。探测器的响应呈现出超宽光谱、多响应带的特点，共存在三个响应带，范围分别是3 ~ 4.2 μm（MIR带）、4.2 ~ 28 μm（IR带）以及40 ~ 165 μm（THz带）。MIR和IR两个响应带分别源于空位—P原子（V-P）对缺陷带与Ge自间隙缺陷带的响应，THz带则起源于P杂质带响应，三者的峰值探测率分别是2.9 × 1012 Jones（@ 3.9 μm）、6.8 × 1012 Jones（@ 16.3 μm）...
摘要: 同质结和同质超晶格是一类重要的结构并在先进的电子和光电子器件中得到了广泛应用。然而，目前人工操纵二维(2D)单分子层中的晶相仍然具有挑战性，尤其是试图在过渡金属二卤族化合物(TMDs)单分子层中设计横向均质结。在此，我们证明了二维WS2单层平面上具有交替1T和2H域的横向均质超晶格(MLHS)。在MLHS中，2H结构域在二维平面上具有周期性的横向分布，并被电位阱隔离，在二维平面上具有明显的结界面和发光特性。本工作对T...
摘要：量子点作为性质优异的发光材料，在下一代光电器件、生物标记、能源及催化等领域都表现出极大的应用潜力。但以硒化镉及铅基钙钛矿为代表的量子点原材料中含有重金属元素镉和铅，对人类身体健康及环境具有严重危害，极大限制了进一步工业应用。本工作以环境友好型InP胶体量子点为研究对象，提出化学计量比控制合成概念，首次得到荧光量子产率近100%，荧光单通道复合衰减，窄发射、单颗粒荧光非闪烁的无镉/铅InP/ZnSe/ZnS核/...
摘要：二维材料因其独特的光电特性而被认为是最有前途的光电探测器材料之一。自从石墨烯被发现以来，基于二维材料的光电探测器被广泛报道。但由于二维材料很薄从而带来了量子效率低、噪声大、响应慢等问题，限制了其在光电探测器中的应用。本文综述了近年来二维材料光电探测器的研究进展，涵盖了从紫外到太赫兹的光谱。首先从光学物理的角度分析了二维材料与光的相互作用。然后总结了目前改善二维材料光电探测器性能的方法，如...
摘要：基于二维(2D)过渡金属二卤族化合物的半导体器件可以辅助克服硅互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的尺度限制。然而，原子薄器件的发展还需要在二维半导体中找到控制载流子类型的方法。在这里，我们展示了一个可以用扫描探针来控制沉积在二维过渡金属二硫族化合物上的铁电聚合物的极化的方式，以定义载流子的注入，并实现了p型和n型掺杂。该方法给予了横向的p-n、n-p、n-n和p-p同质结任意形成和改变。采用该方法制备的二碲化...
2021年，工作室利用激光雷达探测技术实现海洋生态要素的探测。激光雷达为海洋探测带来了新的海洋生态数据，包括全球范围内海洋颗粒物光学参数的三维分布，可以对全球范围内海洋初级生产力进行检测，从而得到高纬度地区浮游生物的三维分布。我们团队研制了光子计数潮间带测绘激光雷达系统，该系统针对潮间带测绘要求所研制的无人机载单光子偏振激光雷达，采用高重频、圆锥扫描的探测体制，飞行高度100 m的情况下实现高密度（1000...
复杂背景下，单一的检测方法容易受到环境因素的影响，对目标检测和识别的要求越来越严格，具有高光响应性和偏振灵敏度的光电探测器是太赫兹成像系统的核心。目前，将高灵敏度与偏振太赫兹探测器集成到原位系统中在很大程度上仍是一个有待探索的挑战。在此，我们利用狄拉克材料和纳米线材料固有的电学和热学特性，选择性地控制共孔径光电晶体管的探测动力学，设计具有选择性、可切换且调控等离子体波和热电工作机制的2D/1D共孔径...
2022年，探索以石墨烯、黑磷和过渡金属二卤族化合物为代表的新材料的光电性能，正吸引着广泛的电子和光子应用领域的巨大研究兴趣。基于层状二维(2D)材料石墨烯（Nat. Commun. 2018, 9, 5392. Nat. Commun. 2021, 12, 543.）、黑磷 (Adv. Sci. 2020, 7, 2070029.)的太赫兹探测在室温下由于强烈的背景热噪声干扰，存在响应速度慢、制造成本高或需要低温冷却的缺点。目前，Cd3As2、MoTe2、TaIrTe4等拓扑半金属材料近年来已被引入...
三维微纳光致动器 2021年，工作室实现了非液体环境下的三维微纳光致动器。在微纳金片集成微纳光纤的系统中，利用该体系中的光-热-弹性波转换，实现基于多物理场耦合的微纳光驱动。相比于光波，弹性波产生所产生的驱动力可以达到微牛量级，能够克服微纳尺度的粘附阻力，进而实现非液体环境下的光驱动。在理论上，首次全面揭示了在此驱动过程中弹性波与摩擦力作用的微观机制，在实验上，展示了基于光-热-弹性波多物理场的三维光...
超灵敏室温太赫兹探测器 2018年，工作室实现了基于三维拓扑绝缘体Bi2Se3的超灵敏室温太赫兹探测器，利用太赫兹波段下拓扑绝缘体具有非常规的行为，以及集成微纳天线增强电磁波耦合，成功实现了在光伏条件下对太赫兹波的室温高灵敏探测，响应率和噪声等效功率分别为75 A/W和3.6×10-13 Hz-1/2，且材料在常温下表现出极好的稳定性和可重复性。在太赫兹波的辐射下，表面态的狄拉克电子与晶格发生不对称性散射，在无偏压条件下就可...
拓扑半金属光晶体管的超灵敏室温长波探测研究2020年，工作室发现碲化钯(PdTe2)具有特殊的能带结构、高的载流子迁移率和优异的环境稳定性。基于二维PdTe2的光电晶体管在太赫兹频率下具有各向异性、显著的光电效应。PdTe2光电晶体管在室温下获得10 A/W的响应率和低于2 pW/Hz0.5的噪声等效功率，这验证了基于二维PdTe2的器件在光敏、偏振检测和大面积快速成像等应用中的潜力。此项发现为探索室温下、高灵敏的基于拓扑半金属的光电...
抑制带间隧穿效应的高性能HgCdTe雪崩光电探测器 HgCdTe雪崩光电二极管在微弱信号检测、二维/三维成像、主/被动探测等领域有着重要的应用。然而，在较高的反向偏压下，其暗电流成分的潜在传输机制仍未解决，从而限制了高性能器件的发展。2021年，我们建立了一个精确的理论模型，分析带间暗电流和雪崩暗电流之间的竞争机制。根据模拟结果和测量结果之间的高度一致性，我们发现这两个组分共同主导了暗电流，但雪崩暗电流更大。这...