顆粒在線訊：近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所納米材料與器件技術(shù)研究部研究員李廣海課題組研究員李亮與香港理工大學(xué)應(yīng)用物理系教授嚴(yán)鋒合作，在二維材料光電探測領(lǐng)域取得新進(jìn)展，研制出基于層狀三元碲化物InSiTe3的光電探測器。該光電探測器具有超快的光響應(yīng)（545-576 ns）以及從紫外到近紅外（UV-NIR）光通信區(qū)域的寬帶探測能力（365-1310 nm）。相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS Nano上。

　　具有寬帶探測能力的光電探測器在日常生活的許多領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用，并已廣泛應(yīng)用于成像、光纖通信、夜視等領(lǐng)域。迄今為止，基于傳統(tǒng)材料的光電探測器（如GaN 、Si和InGaAs）占據(jù)著從紫外到近紅外區(qū)域的光電探測器市場。然而，相關(guān)材料復(fù)雜的生長過程和高昂的制造成本阻礙了這些探測器的進(jìn)一步發(fā)展。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，科學(xué)家致力于開發(fā)具有可調(diào)帶隙、強(qiáng)光-物質(zhì)相互作用且易于集成的二維材料光電探測器。 

　　如今，許多二維材料如石墨烯、黑磷和碲等已表現(xiàn)出優(yōu)異的寬帶光探測能力。盡管如此，目前基于二維材料的高性能寬帶光電探測器數(shù)量仍然有限，特別是許多基于二維材料的光電探測器雖然表現(xiàn)出較高的光響應(yīng)度和探測率，但響應(yīng)速度較慢，這或歸因于其較長的載流子壽命，這種較低的響應(yīng)速度限制了二維光電探測器的實(shí)際應(yīng)用。近日，石墨烯、黑磷和部分過渡金屬二硫?qū)倩铮═MDs）范德華異質(zhì)結(jié)器件已展現(xiàn)出二維材料在高速寬帶光電探測領(lǐng)域的潛力。然而，石墨烯是一種零帶隙材料，黑磷在環(huán)境條件下不穩(wěn)定，TMDs異質(zhì)結(jié)的制造工藝相對復(fù)雜，這限制了這些材料在光電探測領(lǐng)域的應(yīng)用。 

　　鑒于此，研究開發(fā)了一種基于層狀三元碲化物InSiTe3的光電探測器，合成出高質(zhì)量的InSiTe3晶體，并通過拉曼光譜分析了其拉曼振動模式。InSiTe3的間接帶隙可以從1.30 eV（單層）調(diào)節(jié)到0.78 eV（體塊）。此外，基于InSiTe3的光電探測器表現(xiàn)出從紫外到近紅外光通信區(qū)域（365-1310 nm）的超快光響應(yīng)（545-576 ns），最高探測率達(dá)到7.59×109 Jones。這些出色的性能價值凸顯了基于層狀I(lǐng)nSiTe3的光電探測器在高速寬帶光電探測中的潛力。

　　研究工作得到國家自然科學(xué)基金、安徽省領(lǐng)軍人才團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、安徽省自然科學(xué)基金、安徽省先進(jìn)激光技術(shù)實(shí)驗(yàn)室開放基金和香港理工大學(xué)的支持。 

基于層狀I(lǐng)nSiTe3光電探測器的（a）光譜響應(yīng)與 （b）已經(jīng)報道的部分二維材料光電探測器的性能對比圖