基于准一维(TaSe4)2I纳米线的超宽带光电探测器研究进展

高偏振灵敏、非制冷中波红外(MWIR，2.5-5 μm)光电探测器具有无滤波器结构的偏振态信息提取能力，在遥感成像、目标物体识别和偏振光通信中具有广阔的应用前景。在不需要偏振器、波片、制冷系统等一系列复杂光学系统的情况下，实时偏振敏感红外光电探测器的研究受到了人们的广泛关注，它可以满足下一代光电芯片小型化和高集成化的要求。基于此，单磊教授、龙明生教授等设计了一种基于准一维(TaSe4)2I纳米线的超宽带光电探测器(405 nm-10.6 μm)。(TaSe4)2I 光电探测器具有良好的偏振敏感性，在637 nm 激光照射下，光电流二色比（Imax/Imin）达到2.32。另外 (TaSe4)2I 纳米线光电探测器在非致冷MWIR探测中表现出优异的性能，在MWIR波段下实现高达110.5 AW-1的响应度(R)和1.2 × 10-14 WHz-1/2的低噪声等效功率，以及4.8 × 1010 cmHz1/2W-1的高比探测率。该器件还具有超快的从可见光到中波红外波段的响应速度，在可见光区域实现32.1 μs和MWIR波段1.2 ms的快速响应，比热响应常数15 ms快一个数量级。这项工作为设计高偏振敏感和高灵敏度非制冷中波红外光探测的发展开辟了新的途径。

图  (TaSe4)2I 纳米线光电器件结构及性能

相关研究成果以“基于准一维(TaSe4)2I纳米线能响应到10.6微米的偏振灵敏红外探测器”为题发表在材料领域知名期刊《先进功能材料》上，DOI：10.1002/adfm.202315194。安徽大学硕士研究生魏彬彬和邹冰倩为共同第一作者，龙明生教授、韩涛博士以及单磊教授为通讯作者，安徽大学为唯一通讯单位。

此外，在新型自供电红外探测器研究方面，单磊、龙明生设计了石墨烯增强WSe2/PtSe2异质结器件，器件具有超高的光开关比108和超快响应速度上升时间0.9微秒下降时间1.5微秒，研究成果发表在期刊《先进光学材料》上，DOI：10.1002/adom.202400052；发现超薄二维材料α-Fe2O3具有高灵敏非制冷长波红外响应，研究成果发表在期刊《先进光学材料》上，DOI：10.1002/adom.202400052，安徽大学信息材料与智能感知安徽省实验室均为第一单位。

[来源期刊]：先进功能材料