广东
导读
负光电导（Negative Photoconductive, NPC）响应在光电探测、光电切换和光电存储等方面具有广阔的应用前景，是发展多功能片上集成光电子器件的重要基础。当前，大多数光电子探测器件都是以正光电导（Positive Photoconductive, PPC）响应为机理运行的，这极大的限制了多功能集成光电子器件的发展。因此，开发高负光电响应的光电子探测器件是该领域的研究热点和难点。基于此，于鹏副教授、杨国伟教授团队提出了通过缩短载流子传输通道长度提高器件光电性能的策略，组装出了短通道的多层石墨烯/CuBiP2Se6/多层石墨烯（MLG/CBPS/MLG）基全垂直范德华异质结光电子晶体管，该器件的光电响应度对比水平器件的光响应度提高了三个数量级（Advanced Materials, 2023, 35, 2209995）。
有鉴于此，该团队将此策略应用到新光电子器件的制备上，组装出了全范德瓦尔斯石墨烯/AgBiP2Se6/石墨烯垂直异质结光电子探测器，并通过应用高偏置电压引入缺陷态（trap state）的方式，国际上率先实现了高负光电导响应的光电子探测器件，器件负光电响应度达到了创纪录的4.9 × 105 A/W。同时，该器件还表现出了优异的综合光电性能，包括：1.3 × 108 %的高外量子效率（EQE）和 3.60 × 1012 Jones的高光电探测率。该工作中提出的缩短载流子传输通道长度与高偏压诱导缺陷态策略，将为设计实用性高负光电导探测器件指明道路，有望应用于多功能光电集成芯片设计中。
相关成果以“Giant Negative Photoresponse in van der Waals Graphene/AgBiP2Se6 /Graphene Trilayer Heterostructures”为题发表在国际材料顶级期刊Advanced Materials上（Advanced Materials, 2024, DOI:10.1002/adma.202312541），第一作者：何伟（我院20级硕士研究生）和伍栋（我院21级硕士研究生），通讯作者：于鹏副教授。中山大学材料科学与工程学院为论文第一完成单位。杨国伟教授对本工作的完成给予了重要的指导。该研究工作受到国家重点研发计划，国家自然科学基金、广东省自然科学基金以及光电材料与技术国家重点实验室重点培育基金的大力支持。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202312541
来源：中山大学材料科学与工程学院
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