近日，我實驗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研究方面取得重要進展，相關(guān)結(jié)果以鄭州大學(xué)為第一單位發(fā)表于國際知名期刊《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。論文第一作者為實驗室吳翟副教授，實驗室李新建教授、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，隨著軍事和民用領(lǐng)域?qū)t外光電探測器的重大需求，因此研發(fā)室溫高性能寬光譜響應(yīng)的紅外光電探測器顯得尤為迫切。在該項研究中，研究人員創(chuàng)新性地通過缺陷工程成功將二維WS2薄膜的帶隙降低至0.26 eV，并通過引入界面鈍化構(gòu)建了WS2/AlOx/Ge混合維度范德華異質(zhì)器件，成功實現(xiàn)了室溫高性能寬光譜紅外光電探測，響應(yīng)范圍覆蓋從深紫外到中紅外（200 nm-4.6 μm），是目前已報道的二維WS2薄膜探測器中最寬的探測波長。此外，該探測器具有自驅(qū)動功能，工作時無需外界提供能源，在零偏壓下其響應(yīng)度高達634.5 mA/W，比探測率高達4.3×1011 Jones，響應(yīng)速度為9.8/12.7微秒，其性能優(yōu)于同類型的器件。得益于優(yōu)異的紅外探測性能，該器件展示了良好的中紅外成像能力。這項工作為設(shè)計構(gòu)建室溫高性能寬光譜光電探測器提供了一種新的策略，并為其進一步應(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器

該工作得到了國家自然科學(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)研究培育基金等項目的支持。