如何在千分之一头发厚的二维平面上灵敏地捕捉非常细微的光度变化，进而为未来超灵敏光电探测器的构建奠定基础？近日，中国科学院金属研究所的研究人员与国内多家单位的研究团队合作，提出了一种提高光增益的新方法，并研制出一种新型超高灵敏度二维材料光电探测器。相关研究成果于7月2日在线发表在《自然通讯》上，标题为“一种超灵敏的Mo基双异质结光电晶体管”。
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二维半导体材料是指具有半导体性质的材料，其中电子只能在1-100纳米的两个尺度上自由移动。由于这种材料的厚度仅为原子级，具有独特的电子特性，在光电子器件的应用领域显示出巨大的优势。但是二维材料对光不敏感，在光电转换过程中效率太低。一个入射光子只能激发一个电子-空空穴对，极大地影响了光电探测器的灵敏度。目前已知的可以提高灵敏度的“光增益”方法，要么对材料的电子性质和工作条件有严格的要求，要么导致光电响应速度大幅下降，这使得开发一种全新的提高“光增益”的方法，成为开发可推广的新型高效光电探测器的重中之重。
研究人员以二维二硫化钼和氧化钼为起始材料，构建了一种新型光电晶体管。该晶体管不仅表现出超高的响应度和外量子效率，而且在二维材料光电探测器中实现了最高的探测度和超快的光电响应速度。发现了一种具有普遍意义的提高“光增益”的新方法，也可以推广到其他二维材料体系，为未来构建超灵敏光电探测器开辟了新思路。
【超级金属探测器 中科院金属所：高效光电探测器研究取得新突破】据悉，中国科学院冶金研究所博士研究生冯顺、刘驰项目研究员为该文共同第一作者，孙东明、程慧明、尹、南京大学王教授为该文共同作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、中国科学院、辽宁省人才计划和沈阳国家材料科学研究中心的支持。
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