近日，课题组在紫外增强宽光谱光电探测方面取得重要进展，相关结果以“On-chip integrated GeSe₂/Si vdW heterojunction for ultraviolet-enhanced broadband photodetection, imaging, and secure optical communication”为题发表在期刊《Nano Research》(影响因子：9.9)上。硕士研究生周志曼为第一作者，吴翟教授和湖北大学的韩伟教授为通讯作者。

宽波段光电探测器具有从紫外(UV)到红外(IR)的光谱响应范围，在民用和军事用途上都具有巨大的价值。基于硅或窄带隙材料的光电探测器在紫外区域的灵敏度较低，并且高灵敏度的宽光谱探测通常需要复杂的制造技术将不同工作波段的探测器集成到单个传感单元中。最近，新兴的二维材料由于其独特的电学和光学性质，展示了作为构建各种波长高性能光电探测器的巨大潜力。宽带隙半导体二硒化锗（GeSe₂）由于~3.0 eV的宽直接带隙，高吸收系数和良好的环境稳定性，在紫外探测方面受到了广泛的关注。同时，硅因其宽光谱吸收、成熟的加工技术和高成本效益，仍然是最广泛使用的商用半导体。将二维宽禁带半导体二硒化锗和硅集成以创建高质量的范德华异质结器件，在保持与互补金属氧化物半导体(COMS)技术的优异兼容性的同时，有望实现高灵敏度的紫外增强宽波段光电探测。

课题组研究人员报道了在硅片上直接原位生长二维GeSe₂薄膜，原位构建了高质量的GeSe₂/Si 范德华异质结光电探测器。该光电探测器具有从紫外到近红外的宽光谱探测能力，并且在紫外波段展示出增强的探测性能，在360 nm处的响应度为323 mA/W，超过了商用硅光电探测器(144 mA/ W)。在360和980 nm光照下，该光电探测器展示出1.24 × 10¹³和2.57 × 10¹³ Jones的高比探测率和20.6/82.1和17.7/81.0 μs的快响应速度。并且，基于GeSe₂/Si异质结集成阵列器件展示出显著的宽波段成像能力和保密光通信能力。该研究为实现高灵敏度紫外增强宽带光探测和开发用于高度集成光电器件提供了可行的策略。

该工作得到了国家自然科学基金和河南省自然科学基金等项目的支持。

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