近期，我院材料物理研究所在二维高性能日盲紫外电探测器研究方面取得积极进展，相关结果以“Highly sensitive solar-blind deep ultraviolet photodetector based on graphene/PtSe₂/β-Ga₂O₃2D/3D Schottky junction with ultrafast speed”为题发表于中国科技期刊卓越行动计划领军期刊《Nano Research》上。论文第一作者为我院吴翟副教授，通讯作者为香港理工大学曾龙辉博士和Yuen Hong Tsang教授。

高性能紫外光电探测器在军事和民用领域有着极其迫切的应用需求，如火焰检测，导弹警告，安全通信，化学/生物传感等。然而，大多数紫外光电二极管是由超宽带隙半导体制成。这些材料的合成通常需要复杂的制备技术，包括分子束外延和金属有机化学气相沉积，因此带来了大量的时间消耗和高昂的成本。此外，宽禁带薄膜和衬底之间的晶格匹配问题会导致严重的器件性能下降。

为了解决这些关键问题，本工作通过简单的转移工艺成功制备了高质量的2D/3D PtSe₂/β-Ga₂O₃范德华异质结，有效地避免了复杂的器件制备过程。同时，得益于精心设计的垂直器件结构和透明石墨烯电极的有效载流子收集，石墨烯/PtSe₂/β-Ga₂O₃异质结光电探测器展示出了出色的器件性能，在零偏压下对深紫外光的响应度为76.2 mA/W，比探测率约为10¹³Jones，紫外可见抑制比高达1.8×10⁴，以及1.2微秒超快的响应时间。该器件的性能优于大多数基于2D材料的紫外光电探测器，并且可与商用光电二极管相媲美。此外，石墨烯/PtSe₂/β-Ga₂O₃异质结光电探测器展示出了高分辨率和高对比度的日盲紫外的成像能力。本工作为设计实现高性能、低成本紫外光电探测和成像提供了新的研究思路。

该工作得到了国家自然科学基金、河南省自然科学基金、郑州大学基础研究培育基金和郑州大学物理学科推进计划等项目的资助。

全文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-021-3346-7