近日，实验室材料物理教育部重点实验室在混合维度范德华异质结宽波段光电探测器方面取得重要进展，相关结果以郑州大学为第一单位分别发表在《Journal of Materials Chemistry A》(影响因子：10.7)和《Nanoscale》(影响因子：6.97，物理类期刊)上。

进展一：高性能混合维度PdSe2/SiNWA异质结光伏型宽波段探测器

相关结果以标题“Mixed-dimensional PdSe2/SiNWA heterostructure based photovoltaic detectors for self-driven, broadband photodetection, infrared imaging and humidity sensing”发表在《Journal of Materials Chemistry A》上，并入选该杂志的“Hot papers”。实验室吴翟副教授为第一作者，香港理工大学的曾龙辉博士和苏州大学的揭建胜教授为通讯作者。

在该项研究中，研究人员创新性地将二维PdSe2薄膜和一维硅纳米线阵列结构(SiNWA)集成构建了混合维度范德华异质器件，从而实现了从深紫外到中红外（200 nm-4.6μm）的宽光谱响应。该探测器具有自驱动功能，工作时无需外界提供能源，在零偏压下其响应度高达726 mA/W，比探测率高达3.19×1014Jones，响应速度为3.4/3.9微秒，同时具备了响应纳秒级脉冲光信号的能力。其性能远远优于同类型的器件。得益于优异的红外探测性能，该器件展示了良好的偏振及中红外成像能力。这项工作为设计构建高性能具有偏振敏感的宽光谱光电探测器提供了良好的借鉴，并为其进一步应用奠定了基础。

图1. 混合维度PdSe2/SiNWA异质结光伏型宽波段探测器

该工作得到了国家自然科学基金和郑州大学物理学科推进计划等项目的支持。文章链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/TA/C9TA13611H#!divAbstract

进展二：基于WS2/GaAS II型异质结的超灵敏宽波段探测器

相关结果以标题“An ultrasensitive self-driven broadband photodetector based on a 2D-WS2/GaAs type-II Zener heterojunction”发表在物理类期刊《Nanoscale》上。实验室2017级硕士研究生贾诚为第一作者，吴翟副教授和李新建教授为通讯作者。

在该项研究中，研究人员采用二维WS2薄膜和三维GaAs构建了II型齐纳异质结器件，从而实现了超越带隙限制的从深紫外到近红外（200 -1550 nm）的宽光谱响应。在零偏压自驱动模式下，该探测器具有低至59.7 pA的噪声电流，高达527 mA/W响应度，电流开关比高达107，比探测器为1.03×1014Jones，低至17 nW/cm2弱光探测能力以及高达80％的外部量子效率。值得注意的是，该异质结器件在阈值电压-4 V下表现出了齐纳隧穿行为。鉴于其上优异的探测性能，WS2/GaAs II型范德华异质结在高性能宽带光电探测中存在巨大的应用潜力。

图2. WS2/GaAS II型异质结的超灵敏宽波段探测器

该工作得到了国家自然科学基金和郑州大学物理学科推进计划等项目的支持。文章链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/NR/C9NR10348A#!divAbstract