近日，课题组在Cs₃BiCl₆异质结型自供电紫外双波段光电探测器方面取得重要进展，相关结果以“Self-Powered UV Dual-Band Photodetector Based on Cs₃BiCl₆/GaN Heterojunction for Logical Operation and Encrypted Photo-Communication”为题发表在国际知名期刊《Advanced Science》上。该论文的第一作者为2021级博士研究生马敬丽，通讯作者为我院史志锋教授，郑州大学物理学院为论文第一单位。

紫外双波段光电探测器能够仅对两个特定波段的紫外光信号响应，在加密光通信、逻辑运算以及光学制导等领域具有重要的应用前景。将两种吸收特性不同的材料构建异质结是实现双波段光响应的一种可行且有效的策略。金属卤化物钙钛矿具有优异的光电性能，在双波段光电探测器中已取得了显著进展。然而，传统钙钛矿除了不稳定性和铅毒性问题外，其带隙无法扩展至紫外波段，这限制了其在紫外双波段光电探测器中的应用。

基于此，研究人员通过双源气相共沉积技术，制备了基于钙钛矿衍生物Cs₃BiCl₆/GaN异质结的自供电紫外双波段（250–330 nm和350–375 nm）光电探测器。结合理论模拟与实验表征发现，该器件在无滤光片条件下实现紫外双波段光探测的机制源于以下协同效应：（1）Cs₃BiCl₆对200–250 nm和330–350 nm波段的强烈光吸收；（2）Cs₃BiCl₆的强表面缺陷态复合；（3）GaN在375 nm处的吸收截止边。得益于Cs₃BiCl₆与GaN的良好能带匹配，器件在零偏压下实现了1 × 10⁷的开关电流比、0.26 A W^–1的响应度、1.23 × 10¹² Jones的比探测率以及28 µs的快速响应速度。进一步地，基于该器件独特的双波段响应特性，研究团队成功展示了其在逻辑门运算与加密光通信系统中的应用。这项工作表明，Cs₃BiCl₆是构建高性能紫外双波段光电探测器的理想候选材料，为发展面向先进加密技术的光电子器件提供了新思路。

该项工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、以及河南省科技创新团队支持计划等项目的支持。

文章链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202503498