近期，材料物理重点实验室在二维材料光电探测器研究方面取得积极进展，相关研究成果分别发表在期刊《Nano Research》（IF=7.994）、《ACS Photonics》（IF=6.880）、《NPG Asia Materials》（IF=7.208）、《Journal of Materials Chemistry C》（IF=5.976）以及《Solar Energy Materials and Solar Cells》（IF=5.018）上。

进展一：高性能自驱动2D/3D异质结紫外光电探测器

1. 近期，实验室在二维材料紫外光电探测器的研究方面取得进展，相关的研究成果以“In-situ fabrication of PtSe₂/GaN heterojunction for self-powered deep ultraviolet photodetector with ultrahigh current on/off ratio and detectivity”发表在物理类期刊《Nano Research》（IF=7.994）上（DOI：10.1007/s12274-018-2200-z）。该论文的第一作者为2015级博士生卓冉冉（我院教师），通讯作者为吴翟副教授和李新建教授。该项工作在GaN衬底上原位制备出高质量大面积的二维PtSe2薄膜，从而构建了高质量的PtSe₂/GaN异质结器件。该器件展示出良好的紫外光电探测性能，零偏压下的响应度为193 mA/W，比探测率高达3.8*10¹⁴Jones，电流开关比超过十的八次方，同时具有较快的45/102微秒的紫外响应速度，展现出在高性能紫外探测领域的良好的应用前景。

   

     

2. 通过构建MoS₂/GaN异质结构成功实现了高性能自驱动的深紫外光电探测器。该器件在零偏压下展现出187mA/W的响应度，超过10¹³的探测率已经46.4/114.1微秒的响应速度。同时该器件具备优异的稳定性和超过10 kHz的频率响应范围。相关结果发表在Journal of Materials Chemistry C杂志上（J. Mater. Chem. C, 2018, 6, 299-303）。此项工作的第一作者为2015级博士生卓冉冉（我院教师），通讯作者为吴翟副教授和李新建教授。此论文目前为高被引论文。

   

    

3. 通过构建二维MoS₂/β-Ga₂O₃异质结，实现了高性能自驱动的日盲型紫外光电探测器，该器件的截止波长为260纳米，紫外可见抑制比为1600，在极弱的紫外光线（20微瓦）照射下展现, 2.05 mA/W的响应度和超过10¹¹的探测率，结果优于已报道的相关结果，为设计高性能日盲型紫外光电探测器提供一种新的思路。相关成果发表在Journal of Materials Chemistry C杂志上（J. Mater. Chem. C, 2018, 6, 10982-10986.）。第一作者为2015级博士生卓冉冉（我院教师），通讯作者为吴翟副教授和李新建教授。

进展二：基于2D/3D高性能室温宽波段红外光电探测器

1. 近期，实验室在二维材料电探测器的研究方面取得进展，相关的研究成果以“Design of 2D Layered PtSe2 Heterojunction for the High-Performance, Room-Temperature, Broadband, Infrared Photodetector”发表在物理类期刊《ACS Photonics》（IF=6.880）上（ACS Photonics2018,5, 9, 3820-3827）。改论文第一作者为吴翟副教授，2016级硕士生王媛鸽为第二作者，通讯作者为香港理工大学Yuen Hong Tsang教授。该项工作设计并制备出PtSe₂/CdTe异质结型光电探测器，该器件在室温下展现出200-2000 nm的宽波段响应，响应度为506.5 mA/W，电流开关比超过10⁶，响应速度为8.1/436.微秒；同时展现出良好的器件稳定性和重复性，为实现室温高性能宽波段红外光电探测器提供了一种途径。

   

    

2. 通过设计构建具有II型异质结能带排列结构的MoS₂/CdTe异质结，成功实现了超越半导体带隙限制的宽光谱响应的光电探测器。该探测器的响应波段为200-1700纳米，响应度为36.6 mA/W，响应速度为43.7/82.1微秒。该项工作为实现款光谱探测器提供了新的设计思路和借鉴，相关结果发表在Journal of Materials Chemistry C杂志上（J. Mater. Chem. C,2018,6, 4861-4865.）。第一作者为2016级硕士生王媛鸽，通讯作者为吴翟副教授。

    

进展三：基于2D/1D纳米线阵列异质结的超灵敏宽波段红外光电探测器

通过设计构建一维纳米阵列结构，并结合二维TMDS薄膜，制备出高性能的PtSe₂/硅纳米线阵列、MoS₂/硅纳米线阵列异质结型光电探测器，得益于1D纳米阵列结构的增强作用，这些器件均展现出超高的响应度、比探测器以及超快的响应速度。该器件同时具备自驱动特性，展示了良好的应用前景。相关结果发表在NPG Asia Materials（NPG Asia Mater., 2018, 10, 352-362. IF=7.208，吴翟副教授为通讯作者。该项工作被NPG Asia Materials选为的“精选文章”，在其网站首页进行了专题报道，杂志编辑部对此工作进行了点评）和Solar Energy Materials and Solar Cells（Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2018, 182, 272-280. IF=5.018；吴翟副教授为第一作者，李新建教授为通讯作者）.

以上工作得到了国家自然科学基金，中国博士后基金、河南省教育厅和科技厅以及郑州大学物理学科提升计划等项目的支持。

全文链接

1.https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-018-2200-z

2.https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsphotonics.8b00853

3.https://www.nature.com/articles/s41427-018-0035-4

4.https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/tc/c8tc04258f

5.https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/tc/c7tc04754a

6.https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/tc/c8tc01237g