近日，实验室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。论文第一作者为吴翟教授，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