近日，基礎與前沿研究院2019級碩士研究生羅凌志在《Light: Science & Applications》上發表了題為“MXene-GaN van der Waals Metal-Semiconductor Junctions for High Performance Multiple Quantum Well Photodetectors”的研究成果。羅凌志為該論文第一作者，巫江教授為論文通訊作者，電子科技大學基礎與前沿研究院為第一作者單位。《Light: Science & Applications》是光學領域頂級國際學術期刊，2020年影響因子為17.38。
由於在感測、探測、資料傳輸和資料處理等領域的廣泛應用，光電探測器引起了學術界與工業界的廣泛關注。即將到來的5G物聯網（5G-IoT），將大規模連線底層感知層，並以其超低延遲、超可靠的通訊層傳輸海量感測資料。在這一全新的應用場景下，金屬-半導體-金屬（MSM）光電探測器以其響應速度快、製作工藝簡單以及與場效應電晶體（FET）技術可整合等特點而備受關注。然而，傳統的製造工藝會在金屬-半導體介面上引入化學無序和缺陷態，隨著器件尺寸的進一步縮小，金-半介面缺陷導致器件顯著的暗電流和噪聲。為此，人們提出了許多方法，如使用寬禁帶半導體來增加肖特基勢壘的高度，或降低金屬-半導體介面處，半導體側的態密度，以此降低暗電流密度，但上述方法均存在一定不足。
MXene-GaN-MXene量子阱光電探測器概念圖及響應率空間對映圖（圖片來源及版權：Light: Science & Applications及論文作者）
針對上述問題，巫江教授領銜的光電感測與探測團隊使用MXene代替傳統金屬，研發了一種基於MXene-GaN-MXene結構的InGaN/GaN多量子阱（MQW）光電探測器。與傳統的MSM探測器相比，該基於MXene-GaN範德華結的多量子阱光電探測器能顯著提升器件響應率，降低暗電流與噪聲。其在藍綠光波段的優異效能，使其在水下無線光通訊與水下探測等領域，有著優異的應用前景。同時，得益於其良好的MXene-GaN介面，觀察到了生長InGaN/GaN多量子阱的圖形化襯底可產生局域化的光子提取增強效應。
巫江，電子科技大學基礎與前沿研究院教授，博士生導師，國家青年人才、中國光學工程學會理事、先進光電子四川省青年科技創新研究團隊負責人，從事化合物半導體光電材料以及半導體鐳射器、紅外探測器等光電器件研究，在Nature Electronics、Nature Photonics等期刊上發表論文100餘篇，授權專利10餘項。
羅凌志，電子科技大學基礎與前沿研究院2019級碩士研究生。主要研究領域為面向感測和探測的新型電磁與光電器件。
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【來源：電子科技大學_科研學術】
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