近日，我院材料物理研究所在超灵敏自驱动紫外光电探测器研究方面取得重要进展，相关结果以“Wafer-Scale Synthesis of Wide Bandgap 2D GeSe₂Layers for Self-powered Ultrasensitive UV Photodetection and Imaging”为题发表在国际能源领域顶级期刊《Nano Energy》(影响因子：19.069)上。论文第一作者为我院吴翟教授，我院林沛教授和加州大学圣地亚哥分校的曾龙辉研究员为共同通讯作者。

新兴宽禁带半导体材料二维GeSe₂具有合适的禁带宽度（~3.0 eV）、良好的空气稳定性以及环境友好性，因而被视为紫外探测的理想材料。然而，目前采用CVD和机械剥离法所制备的微米级尺寸的样品，可控性、重复性差，严重限制了其在光电器件中的应用。

为了解决这些问题，本工作成功制备出层数可控的晶圆级大面积二维2D GeSe₂薄膜，并通过在GaN衬底上直接原位生长二维GeSe₂构建了高质量的GeSe₂/GaN范德华异质结，成功实现了超灵敏自驱动紫外光电探测。在零偏压下，该器件的响应度为261.7 mA/W，比探测率为1.24×10¹⁴Jones，紫外可见抑制比高达1.8×10⁵，以及超快的响应速度和超弱紫外光信号的探测能力。该器件的性能优于大多数基于二维材料的紫外光电探测器，同时还展现出优异的紫外成像能力。此外，得益于大面积GeSe₂的合成，实现了基于GeSe₂/GaN异质结阵列器件的自驱动图像传感器。本工作为开发基于新兴宽禁带半导体二维GeSe₂材料的高性能紫外光电探测器和成像系统提供了一种新的策略。

该工作得到了国家自然科学基金-河南联合基金和河南省自然科学基金等项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107972