近日，课题组在二维半导体光电探测器性能优化领域取得新进展，相关研究成果以“Asymmetric Contact Structure Enables Fast Response of Bi₂O₂Se Photodetectors”为题，发表于物理学领域权威期刊《Applied Physics Letters》。曾龙辉教授和中国科学院合肥固体物理研究所李亮教授为共同通讯作者，郑州大学物理学院为主要通讯单位。

二维氧族半导体Bi₂O₂Se因其高迁移率、良好的空气稳定性及合适的带隙，在红外探测领域备受关注。然而，常规结构的Bi₂O₂Se探测器往往面临载流子收集效率不高、响应时间较长的问题。如何通过界面势垒调控实现光生载流子的快速分离与传输，是提升探测器动态特性的关键。

图1. PdSe₂/Bi₂O₂Se/Ti-Au非对称电极光电探测器的结构示意图、拉曼光谱、AFM表征以及接触前后的能带能级图。

在本研究中，我们采用二维硒化钯（PdSe₂）半金属作为电极，与钛-金（Ti-Au）电极结合构建不对称电极结构，旨在提升氧化铋硒近红外光电探测器的性能。钯硒/氧化铋硒/钛-金（PdSe₂/Bi₂O₂Se/Ti-Au）光电探测器在1064 nm和1550 nm光源下的响应时间分别为21 μs和16 μs，在1064 nm 处的响应度为121 mA/W。这些研究结果凸显了该设计在推动红外探测技术发展方面的潜力。

该项工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0245424