近日，我院微制造和微纳器件团队与信息工程大学合作，在自供能位置灵敏光电探测器研究方面取得进展，相关成果以“Using TiO₂to Capture Hot Electrons for Self-powered Position-Sensitive Photodetection”为题发表于国际知名物理类期刊《Optics Letters》。我院青年教师董馨源为论文唯一通讯作者，郑州大学物理学院为论文第一单位。

自供能位置灵敏探测器（PSD）具有优异的空间分辨率和稳定性，并且无需外加电压即可实现精准位置探测，满足光电器件小型化、集成化和低功耗的需求。然而，衬底的有限吸收和载流子的高复合率是限制PSD灵敏度的两大因素。

图1. TiO₂/Au nanorods (NRs)/Si位置灵敏探测器及其工作原理

针对上述问题，本项研究利用表面等离激元方法提高能量转换效率，在TiO₂/Au nanorods (NRs)/Si结构中实现了高灵敏位置探测。得益于金纳米棒的局域表面等离激元效应和氧化钛的优异热电子捕获能力，该结构拥有出色的光电转换能力，在2 mm的线性范围内具有251.75 mV/mm的最大灵敏度，是先前报道的类似PSD的5倍。该项研究为提高位置灵敏探测器中的光电转换提供了有效的途径，并且拓展了表面等离激元方法在光电探测器件方面的应用。

该工作得到国家自然科学基金青年基金以及中国博士后科学基金等项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1364/OL.538571