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...
静止轨道光学载荷热变形定位误差校正方法以红外恒星为定位基准，构建了静止轨道凝视相机严格几何定位模型，提出了基于三阶傅里叶级数模型的热变形定位误差表征模型，并以此为基础，提出了基于连续周期线性外推的静止轨道热变形定位误差校正方法，实现了优于2个像元的绝对定位精度，已成功应用于我国某型号静止轨道光学载荷。静止轨道光学载荷热变形定位误差校正方法完成人：李潇雁，杨林，苏晓峰，胡琸悦，陈凡胜（陈建新教授工...
中红外带间级联发光器件中红外波段的发光二极管（LED）在非分散红外气体传感器、红外图像模拟器、自由空间光通信等方面有重要的应用价值。带间级联LED通过多个有源区耦合，可以实现注入载流子的多次利用，可以极大的提高发光功率。制备了2级和5级的带间级联发光器结构，室温下5级器件的峰值波长为4.4 μm，发光功率为0.73 W/cm2sr，电光转换效率为0.06%。(a) 5级器件的发光光谱，(b) 300 K工作温度下5级和2级器件的辐亮度完成人...