《科學(xué)通報(bào)》2026年3月下旬刊（“光電探測(cè)材料與器件專題”）| 文章速遞

封面以棱鏡分光的彩虹寓意多波段光信息, 透明芯片與電路紋理象征光電轉(zhuǎn)換與高速互聯(lián)的核心平臺(tái), 躍動(dòng)電光則指向能量與信息的精準(zhǔn)捕獲與高效傳遞. 詳見(jiàn)本期專題.

悅讀科學(xué)

受自然識(shí)別啟發(fā)的催化金屬鏈行走新突破

孔維宇, 陰國(guó)印

LD-110, 一種新型靶向LSD1 PROTAC降解劑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡

翟丹毅, 孫毅

光電探測(cè)材料與器件專題

編者按

光電探測(cè)材料與器件: 新體系、新機(jī)理與新應(yīng)用

周興, 田維, 方曉生

進(jìn)展

二維鈣鈦礦型鈮酸鹽多功能光電探測(cè)器

張勇, 王琳

二維鈣鈦礦型鈮酸鹽憑借其寬帶隙、高環(huán)境穩(wěn)定性和優(yōu)異紫外光敏特性, 成為高性能光電探測(cè)的理想候選材料. 本文系統(tǒng)綜述了其在單一材料原型器件、復(fù)合結(jié)構(gòu)優(yōu)化、光電-突觸及光電-介電多功能集成器件等領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展, 深入剖析了物理機(jī)制, 并探討了規(guī)模化生產(chǎn)、界面調(diào)控等未來(lái)挑戰(zhàn)與發(fā)展方向, 為高性能、多功能光電器件設(shè)計(jì)提供重要參考.

面向高性能人工視覺(jué)的曲面圖像傳感器及其制造工藝

龍正浩, 王開(kāi)晨, 范智勇

受生物眼球形結(jié)構(gòu)啟發(fā)的曲面圖像傳感器在自動(dòng)駕駛、人形機(jī)器人等領(lǐng)域前景突出. 然而, 現(xiàn)有微納加工幾乎都為平面硅晶圓設(shè)計(jì), 難以在大曲率曲面基底上高精度制備高像素密度陣列. 本文回顧了二十余年曲面圖像傳感器的發(fā)展歷程, 重點(diǎn)介紹幾類典型的曲面集成與制造工藝, 并梳理關(guān)鍵技術(shù)瓶頸, 為新一代人工視覺(jué)硬件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝路線提供思路.

評(píng)述

基于層間激子的二維紅外探測(cè)器的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)

吳夏睿, 宋俊明, 趙偉瑋, 楊昉, 楊雨田, 劉宏微, 呂俊鵬

本文聚焦基于層間激子的二維紅外探測(cè)器, 綜述了其光響應(yīng)機(jī)理與優(yōu)勢(shì), 介紹了器件制備方法與不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 深入探討了電場(chǎng)調(diào)控、界面工程、偏振、超晶格等多維度調(diào)控策略, 以實(shí)現(xiàn)抑制暗電流、優(yōu)化載流子傳輸路徑并提升探測(cè)性能, 最后分析了現(xiàn)存挑戰(zhàn)與未來(lái)方向.

鐵電材料集成光電探測(cè)系統(tǒng)的研究進(jìn)展

王志瑩, 潘峪, 金賢宇, 蘇莉, 張大偉

光電探測(cè)器是下一代物聯(lián)網(wǎng)不可或缺的組成部分. 鐵電材料集成的光電探測(cè)器因其自發(fā)極化誘導(dǎo)形成的鐵電場(chǎng)效應(yīng), 可有效調(diào)控半導(dǎo)體能帶彎曲以及載流子運(yùn)輸, 有效優(yōu)化器件性能. 本文對(duì)鐵電材料集成光電探測(cè)系統(tǒng)的研究進(jìn)展及鐵電場(chǎng)調(diào)控機(jī)制展開(kāi)深入討論, 總結(jié)鐵電集成光電探測(cè)系統(tǒng)的潛力與挑戰(zhàn).

高性能膠體量子點(diǎn)短波紅外探測(cè)及成像技術(shù)

唐浩東, 程碩, 陳威, 吳丹, 王愷

膠體量子點(diǎn)正逐步成為新一代短波紅外探測(cè)與成像的核心材料. 本文從材料體系、成膜工藝、器件結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵性能表征手段及提升方式等方面梳理最新進(jìn)展, 并展望其在夜視、工業(yè)檢測(cè)與醫(yī)學(xué)成像中的應(yīng)用前景.

鈣鈦礦納米晶X射線探測(cè)器研究進(jìn)展

張博文, 劉永風(fēng), 周敏, 田維, 李亮

本文聚焦于鈣鈦礦納米晶(PeNCs)在X射線探測(cè)領(lǐng)域的研究進(jìn)展, 首先分類總結(jié)了PeNCs作為閃爍體在間接X(jué)射線探測(cè)中的原理與進(jìn)展, 然后總結(jié)了其在直接X(jué)射線探測(cè)中的應(yīng)用探索, 最后對(duì)當(dāng)前技術(shù)的先進(jìn)性和局限性進(jìn)行了分析和總結(jié), 并提出了可能的解決思路和發(fā)展方向.

陳煒, 劉鑫, 王孟龍, 谷文剛, 汪丹浩, 方師, 孫海定

光電化學(xué)型光電探測(cè)器(PEC PDs)憑借其自供電、低成本、高可調(diào)性等優(yōu)勢(shì), 成為新一代智能傳感與綠色電子的核心器件. 本綜述系統(tǒng)總結(jié)了新型微納結(jié)構(gòu)在PEC PDs中的設(shè)計(jì)策略與性能優(yōu)化路徑, 梳理了其在光通信、邏輯運(yùn)算、光學(xué)成像及生物傳感領(lǐng)域的應(yīng)用, 為高性能光電器件研發(fā)提供了新思路.

雙極光譜響應(yīng)探測(cè)器及其應(yīng)用研究進(jìn)展

萬(wàn)鵬, 何濤, 魏筠, 豐會(huì)杰, 代芮銘, 闞彩俠, 施大寧, 姜明明

本文分析了雙極光譜響應(yīng)探測(cè)器的核心工作機(jī)制, 包括能帶工程、物理效應(yīng)耦合、缺陷態(tài)誘導(dǎo)和光電化學(xué)機(jī)制等, 闡述了該類型器件在光電邏輯門、加密通信、成像編碼和仿生視覺(jué)等前沿領(lǐng)域的應(yīng)用潛力.

二維晶體管中的界面工程: 現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

徐永善, 劉開(kāi)朗, 付英雙, 李會(huì)巧, 夏芳芳, 翟天佑

本文系統(tǒng)梳理了二維晶體管中的關(guān)鍵界面問(wèn)題, 總結(jié)了界面優(yōu)化思路與性能調(diào)控策略, 分析了典型應(yīng)用成果, 并展望了未來(lái)發(fā)展方向, 以期推動(dòng)二維半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用.

論文

PbS@MoS2核殼異質(zhì)結(jié)及寬波段光電探測(cè)器

李寒冰, 汪家錚, 談笑, 張凱, 盧興, 付英雙, 李淵, 翟天佑

針對(duì)MoS2本征響應(yīng)波段受限及傳統(tǒng)異質(zhì)結(jié)界面面積小、易污染的問(wèn)題, 本研究開(kāi)發(fā)了一種適用于寬波段光電探測(cè)的PbS@MoS2核殼異質(zhì)結(jié)材料, 通過(guò)化學(xué)氣相沉積法使二維MoS2直接生長(zhǎng)并包覆于PbS納米顆粒表面. 基于該異質(zhì)結(jié)的探測(cè)器在可見(jiàn)光波段性能優(yōu)異, 在近紅外波段表現(xiàn)出穩(wěn)定光電開(kāi)關(guān)特性. 該核殼結(jié)構(gòu)成功將MoS2光響應(yīng)范圍從可見(jiàn)光拓展至近紅外, 為寬波段探測(cè)器的發(fā)展提供了新思路.

二維晶格錨定策略合成原子層厚Mo0.92Er0.08S2稀土材料

王肖劍, 張文斌, 白歡, 張夢(mèng), 馮晴亮

目前, 二維稀土材料的合成仍存在重大挑戰(zhàn). 本文提出一種二維晶格錨定策略, 成功將鉺原子錨定于MoS2晶格中, 實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量、大面積單層Mo0.92Er0.08S2的制備. 相比于純MoS2器件, 單層Mo0.92Er0.08S2的載流子遷移率與光響應(yīng)時(shí)間均具有顯著提升.

乙酸根離子液體增強(qiáng)Dion-Jacobson型BDA(EA)2Pb3Br10鈣鈦礦薄膜光電探測(cè)性能

錢凱婧, 李自清, 方曉生

Dion-Jacobson (DJ)型二維鈣鈦礦因良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與光響應(yīng)特性而廣受關(guān)注. 本文采用乙酸乙胺作為添加劑, 改善DJ型鈣鈦礦薄膜結(jié)晶難以調(diào)控的問(wèn)題. 研究通過(guò)乙酸根(Ac-)競(jìng)爭(zhēng)配位有效延緩成核、促進(jìn)晶體重排, 制備了均勻致密、高結(jié)晶度的BDA(EA)2Pb3Br10薄膜, 闡明了陰離子液體對(duì)薄膜生長(zhǎng)的微觀調(diào)控機(jī)制.

基于疊層并聯(lián)FAPbBr3單晶膜的高性能X射線探測(cè)器

劉雨萌, 賈文博, 劉世林, 雷威, 陳靜, 徐曉寶

本文提出了一種基于FAPbBr3單晶膜的疊層并聯(lián)結(jié)構(gòu)X射線探測(cè)器, 構(gòu)建了總厚度達(dá)707 μm的Au/FAPbBr3/Au/FAPbBr3/Au/FAPbBr3/ITO疊層器件. 該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在保持高X射線吸收率的同時(shí), 顯著提升了載流子收集效率, 為開(kāi)發(fā)兼具高靈敏度與快響應(yīng)速度的X射線探測(cè)器提供了新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略.

基于二維碲薄膜/金字塔硅異質(zhì)結(jié)陣列的寬波段光電探測(cè)與成像器件

王立煜, 馮煒軒, 趙文凱, 唐月, 顧藝茹, 馬宗鵬, 張磊, 李東, 龍官奎, 趙紫薇, 唐磊, 王林, 徐華

本文構(gòu)筑了一種基于二維碲薄膜/金字塔硅異質(zhì)結(jié)的寬譜光探測(cè)器, 利用硅表面金字塔微結(jié)構(gòu)的限光效應(yīng)提高異質(zhì)結(jié)對(duì)光的利用率, 且異質(zhì)結(jié)界面處大的內(nèi)建電場(chǎng)可有效促進(jìn)光生載流子分離, 獲得了優(yōu)異的光電響應(yīng)性能, 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了近紅外光電成像, 為構(gòu)筑高性能、寬光譜光電探測(cè)器提供了新的思路.

王釗, 張利欣, 段凱凱, 鄭偉

超寬禁帶半導(dǎo)體氮化鋁(AlN)具有高擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高熱導(dǎo)率、高載流子遷移率等優(yōu)點(diǎn), 為研制大功率、超快光電導(dǎo)開(kāi)關(guān)(PCSS)提供了新途徑. 本研究采用高質(zhì)量AlN單晶制備出PCSS, 其在120 kV cm?1偏置電場(chǎng)下工作穩(wěn)定, 響應(yīng)時(shí)間可達(dá)亞納秒量級(jí), 展現(xiàn)出在大功率寬譜信號(hào)輸出領(lǐng)域的巨大潛力.

基于Cs2CdCl4/β-Ga2O3異質(zhì)結(jié)的自供電日盲紫外光電探測(cè)器研究

馬敬麗, 江慧芳, 邢肖洋, 張夢(mèng)瑤, 張世鵬, 李樂(lè)金, 馬壯壯, 史志鋒

本文采用氣相共沉積技術(shù)制備了高質(zhì)量的全無(wú)機(jī)寬禁帶Ruddlesden-Popper相鈣鈦礦Cs2CdCl4薄膜. 通過(guò)與β-Ga2O3構(gòu)建Ⅱ型能帶對(duì)準(zhǔn)異質(zhì)結(jié), 制備出高性能的自供電日盲紫外光電探測(cè)器, 成功擴(kuò)展了具有強(qiáng)抗干擾能力的日盲紫外光成像應(yīng)用.

環(huán)境友好型NaLuF4:Pr@NaYF4納米晶閃爍體用于X射線柔性三維探測(cè)

文洪玉, 張鵬, 牛俊正, 黃祎, 張仕瑞, 趙如, 王大偉, 徐旭輝

本文報(bào)道了一種環(huán)境友好型NaLuF4:Pr@NaYF4核殼結(jié)構(gòu)納米晶閃爍體, 通過(guò)惰性殼層鈍化表面缺陷, 使X射線激發(fā)發(fā)光強(qiáng)度提升1.70倍. 該材料與PDMS復(fù)合制成柔性閃爍薄膜, 在3.45 mGy/s低劑量下實(shí)現(xiàn)10.10 lp/mm高分辨 成像, 展現(xiàn)出在低成本、無(wú)毒、穩(wěn)定柔性X射線探測(cè)與三維成像領(lǐng)域的應(yīng)用潛力.

評(píng)述

化學(xué)與能源科學(xué)

錳基普魯士藍(lán)作為鈉/鉀離子電池正極的研究進(jìn)展

王潔, 邢超, 楊蕎溪, 戚海杰, 周小四

本文系統(tǒng)評(píng)述了錳基普魯士藍(lán)(MnHCF)作為鈉/鉀離子電池正極材料的研究進(jìn)展, 涵蓋其可控制備、儲(chǔ)能機(jī)制、面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)以及改性策略. 同時(shí)通過(guò)多維度對(duì)比, 闡明了MnHCF在兩種電池體系中性能差異的深層機(jī)理. 最后, 展望未來(lái)研究方向以推動(dòng)該材料的實(shí)用化發(fā)展.

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