摘要：二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)自2011年被首次报道以来,凭借其特殊的二维层状结构、优异的导电性和电化学性能在能源、催化、传感、电磁屏蔽和微波吸收等领域吸引了极大关注。近几年,随着对该材料认识的不断加深,其在光电领域的研究也不断深入。与其它领域不同,光电器件聚焦于延伸MXenes材料半导体性质,通过设计表面官能团、精准控制层数等来打开材料带隙,从而使其从金属性质转变为半导体性质。本文主要围绕MXenes材料的光电性质,介绍其在柔性光电子器件中的应用,系统阐述MXenes材料在透明电子器件、光电探测器、图像传感器、光电晶体管、人工神经视觉网络系统的应用前沿现状与趋势,并展望了MXenes基柔性光电器件面临的挑战以及未来发展前景。

摘要：石墨烯因其高载流子迁移率和宽光谱吸收范围而广泛应用于光电探测。然而,其低光吸收率导致的高暗电流严重限制了它的光电探测性能。钼基二硫族化合物(MoX_(2),X=S、Se和Te)具有高的吸收系数,能够弥补石墨烯基光电探测器中暗电流较高的劣势,因此基于石墨烯/MoX_(2)范德华异质结的光电探测器能够表现出优异的光电子特性。本综述首先回顾了光电探测器的工作原理、性能指标和结构。之后,从材料基础的角度突出了石墨烯/MoX_(2)范德华异质结光电探测器的重要性。接着,总结了石墨烯/MoX_(2)范德华异质结光电探测器的制备方法和性能增强策略。最后,强调了这类异质结光电探测器当前面临的挑战及未来的发展方向。本综述将为这类高性能范德华异质结光电探测器的设计提供一定的指导和参考。

摘要：由于硫系玻璃具有良好的光学性质,在非线性光学等方面研究广泛,但基于硫系玻璃光电探测器的相关研究却很少。本文利用真空共热蒸发技术制备了不同掺银比例的硫系玻璃薄膜作为半导体膜层结构,并设计构建了金属-绝缘体-半导体结构的自供电光电探测器,探究了该光电探测器的响应光谱范围。结果表明,该探测器对可见光到近红外区域的光均有响应。针对掺银硫系玻璃光电探测器在635 nm波长激光下,研究了探测器响应电压与激发功率之间的关系。当激光功率小于10 mW时,探测器响应电压与激发功率线性相关;当激光功率大于10 mW时,探测器响应电压逐渐饱和。探测器的上升和衰减时间分别为3.932 s和1.522 s。本研究为硫系玻璃材料在自供电光电探测器领域的应用提供了证明。

摘要：当前光电探测器故障辨识错误率高,为提升光电探测器故障辨识效果,设计了基于模式识别技术的光电探测器故障辨识方法。首先采集光电探测器状态信号,并从光电探测器状态信号中提取特征,然后利用主成分分析算法对特征进行降维处理,得到最优光电探测器状态辨识特征,最后将光电探测器状态特征作为支持向量机的输入,光电探测器状态作为支持向量机输出,通过支持向量机学习设计光电探测器状态辨识器,实验结果表明,本方法可以有效辨识光电探测器辨识故障,光电探测器故障辨识正确率超过了90%,光电探测器故障辨识时间控制在20 ms以内,为光电探测器状态分析提供了理论依据。

摘要：三氧化钨(WO_(3))是制造晶体管和光电探测器的理想材料,虽然在WO_(3)纳米结构的生长方面已经完成了一些工作,但是制造足够长的理想型纳米线仍然是一个挑战。在众多的合成方法中,作者选择了化学气相沉积(CVD)方法合成WO_(3)纳米线,并对其在光电传感器中的应用进行了研究。影响WO_(3)纳米线成品率的主要因素是前体材料温度、基片位置、载气流速和生长持续时间。在合适的生长条件下生长的纳米线长度最长约为100μm。这些WO_(3)纳米线可用来制造高性能的光电探测器,WO_(3)光电探测器具有灵敏度高、响应速度快、模块微型化等优良的器件性能,表明二维WO_(3)纳米线在光电探测器的制造中具有很大的优势。

摘要：因二维材料的独特性质及其可调谐的光谱响应,基于二维材料的光电探测器受到广泛关注.然而,它们的性能还不够突出,其制造工艺与硅基互补金属氧化物半导体技术工艺流程的兼容性还需要评估.在本文中,我们报道了一种基于二硒化铂/超薄二氧化硅/硅异质结构的高性能、空气稳定、自驱动、室温宽带光电探测器.该光电探测器表现出超高的响应度(8.06 AW-1)和比探测率(4.78×10^(13)cm Hz^(1/2)W^(-1))、极低的暗电流(0.12 pA)以及优秀的开关比(1.29×10^(9)).在375,532,1342和1550 nm波长处所测的光电流响应度分别为2.12,5.56,18.12和0.65 m AW^(-1).此外,制造的9×9器件阵列不仅展示了该探测器非常好的均匀性和可重复性,而且还显示了其在紫外-可见-近红外照明成像应用领域的潜力.我们设计的二硒化铂/超薄二氧化硅/硅异质结光电探测器极大地抑制了暗电流,提高了二极管的理想因子并增加了界面势垒.因此,它为改善光电探测器性能的设计提供了一种新策略.

摘要：PbS胶体量子点因其带隙可调、可溶液加工、吸收系数高等优异特性而广泛应用于光电探测器领域。然而基于光电二极管结构的PbS量子点光电探测器通常会使用不同的材料来制备N型层,从而增加了器件设计和工艺的复杂性,不利于这类光电探测器未来在面阵成像芯片中的应用。为简化制备工艺,提出了一种PbS量子点同质P-N结光电探测器,仅通过一种工艺过程实现了器件P型层和N型层的制备。经测试,探测器对不同入射光强度的探测表现出了良好的线性响应;在0.5 V反向偏压作用下,器件在700 nm处的响应度为0.11 A/W,比探测率为3.41×10^(11) Jones,展现出了其对弱光探测的优异能力。结果表明文中提出的PbS量子点同质PN结光电探测器有助于推动其在面阵成像领域中的发展。

摘要：光电探测器在通讯、环境、健康和国防等日常生活及国家安全等领域中应用广泛。随着时代的发展,对光电探测器在灵敏度、响应速度及波长范围等方面的性能要求与日俱增。低维材料独特的电学及光电特性使其在光电子器件领域具有重要的应用前景。为了充分利用低维材料的优势,克服其暗电流大、吸收率低的不足,研究人员提出将铁电材料与低维材料结合,利用铁电材料的剩余极化作用形成强局域场调控载流子浓度以提高低维材料的光电探测能力。文中总结了近年来铁电局域场增强低维材料光电探测器的研究成果,介绍了铁电材料对一维纳米线、二维材料以及低维结型器件的调控和性能提升方面的相关研究。最后,对铁电局域场增强低维材料光电探测器的发展趋势进行了简要的总结和展望。

摘要：通过在吡咯并吡咯二酮(DPP)中引入热可脱去的叔丁氧羰基(Boc)基团,合成了一种新型的给-受体共轭聚合物P1.聚合物P1的溶解性研究表明,其在常见的有机溶剂(如四氢呋喃、甲苯、氯仿等)中均具有良好的溶解性,可进行溶液加工.热失重及红外光谱研究表明,P1可在适当的温度下退火实现Boc基团的脱除,形成不可溶聚合物P2.聚合物P1薄膜的最大吸收波长为829 nm,最高占据分子轨道(HOMO)能级与最低未占分子轨道(LUMO)能级分别为-5.25和-3.62 eV,将其作为活性层制备的光电探测器最大归一化探测率为8.20×10^(11) Jones.聚合物P2薄膜的最大吸收波长为771 nm,HOMO能级与LUMO能级分别为-5.30和-3.54 eV,将其作为空穴传输层制备的光电探测器暗电流密度为3.84×10^(-9) A/cm^(2),最大归一化探测率为3.96×10^(12) Jones.研究结果为共轭聚合物分子的结构设计与光电探测器性能的改善提供了新的思路.

摘要：宽谱响应光电探测器在图像传感和光通信等领域应用前景广阔。金属微纳结构通过激发表面等离激元共振效应可高效产生热载流子,将它们与宽带隙半导体构成异质结构,便可利用热载流子开发出低成本宽谱响应光电探测器。研究设计了一种基于Au/TiO_(2)复合纳米结构的热电子光电探测器。其中TiO_(2)层经退火后形成尺度约为百纳米的凹凸结构,Au纳米颗粒层与用作电极的保形Au膜共同组成了激发表面等离激元共振的纳米结构。由于Au/TiO_(2)复合纳米结构的协同作用,该器件在400~900 nm范围内具有宽谱光吸收性能,器件的平均光吸收效率为33.84%。在此基础上,该器件能够探测TiO_(2)本征吸收波段以外的入射光子。例如,在600 nm波长处,器件的响应率为9.67μA/W,线性动态范围为60 dB,器件的上升/下降响应速度分别为1.6 ms和1.5 ms。此外,利用有限元法进行了仿真计算,通过电场分布图验证了Au/TiO_(2)复合纳米结构中所激发的丰富表面等离激元共振效应是其实现宽谱高效探测的原因所在。