Advanced Optical Materials:薄层黑磷的制备技术、光电性质及宽波段光电探测

中红外辐射是指在电磁辐射频谱波长范围处在2.5—25 μm波段的电磁波,通过光与物质的相互作用,光电探测器可将此波段的光信号转换为电信号,并加以调控。以碲镉汞、锑化铟等为代表的传统中红外光电探测器在热成像、无线通讯、环境监测等领域中发挥着至关重要的作用。但随着社会发展,对中红外探测器的小尺寸、低质量、低功耗等要求日益增长,具备高性能的下一代中红外光电探测器亟待研发。

近年来,由于具备极大的比表面积和优越的光电转换性质,以石墨烯为代表的二维材料逐渐进入到光电探测器的研究领域中来。其中,因其可调控的带隙大小,良好的、各向异性的光吸收,较高的室温迁移率,以及与硅基技术兼容等优点,薄层黑磷成为用作中红外光电探测器光吸收层的潜力材料。

基于此,南方科技大学陈晓龙教授与深圳大学张晗教授综述了近年来薄层黑磷的制备技术及光电性质,针对其中红外宽波段光电探测器研究进展进行了总结与展望。文章回顾了不同类型的薄层黑磷制备技术,对比了不同技术的优缺点;介绍了薄层黑磷的主要光电性质,阐释了其作为光电探测器吸收层的优越性;总结了基于薄层黑磷的中红外宽波段光电探测器类型与性能特点,展望了其未来发展趋势与技术挑战。该工作对于帮助相关研究人员了解这一新兴领域的研究现状及挑战机遇、加深对黑磷基中红外光电探测器的认识有着重要的指导意义。

相关论文在线发表在Advanced Optical Materials (DOI:10.1002/adom.202000045)上。