【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近年來，自動駕駛等領(lǐng)域的快速發(fā)展對能夠同時獲取光強、波長和偏振態(tài)信息的偏振敏感光電探測器提出了迫切需求，偏振信息可有效增強復雜環(huán)境下的目標識別精度。然而，傳統(tǒng)偏振探測器多依賴外部偏振元件，導致器件結(jié)構(gòu)復雜、體積龐大、集成度低。二維半導體材料憑借原子級厚度、高載流子遷移率、寬范圍可調(diào)帶隙及獨特的晶格各向異性，為構(gòu)建小型化、高集成度偏振光電探測器提供了全新途徑。其中，二維異質(zhì)結(jié)通過調(diào)控異質(zhì)結(jié)界面的能帶對齊與內(nèi)建電場，可實現(xiàn)高效電荷分離與強偏振依賴光響應，從而突破單一二維材料本征各向異性有限、探測光譜范圍受限的瓶頸。因此，二維異質(zhì)結(jié)被認為是提升偏振探測性能的核心策略，但如何實現(xiàn)高偏振比仍是該領(lǐng)域面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
 

　　近期，中國科學院半導體研究所魏鐘鳴研究員團隊針對二維半導體異質(zhì)結(jié)偏振光電探測器的研究現(xiàn)狀，系統(tǒng)綜述了 “偏振工程”的技術(shù)框架。該綜述全面梳理了二維半導體異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)設計(涵蓋垂直異質(zhì)結(jié)與橫向異質(zhì)結(jié)兩類構(gòu)型)、光電探測機制及響應度、探測率、偏振比等關(guān)鍵性能指標，重點歸納了提升偏振靈敏度的技術(shù)路徑：晶向取向設計、偏壓調(diào)控、柵壓調(diào)制、鐵電增強等方案。在此基礎(chǔ)上，該綜述進一步總結(jié)了偏振光電器件在偏振分辨成像與目標識別、可重構(gòu)數(shù)字邏輯與信號處理、偏振編碼光通信等方面的功能演示與應用進展，并從大面積高質(zhì)量材料制備、器件陣列均勻性以及CMOS集成兼容性三個維度，指出了該領(lǐng)域從基礎(chǔ)研究走向?qū)嶋H部署面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)與未來在界面可控堆疊、陣列優(yōu)化、多功能集成及面向應用的器件設計等方面的發(fā)展前景。
 

　　該綜述以“Polarization engineering of photodetectors based on 2D semiconductor heterostructures”為題，發(fā)表于《應用物理評論》(Applied Physics Reviews)，半導體所博士生湯小潔為第一作者，魏鐘鳴研究員、北京交通大學于雅利和中南大學鐘綿增教授為共同通訊作者。該工作得到國家重點研發(fā)計劃(2024YFA1409700)、國家自然科學基金(62125404、62504015、U24A20285、62574195)、北京市自然科學基金(Z220005)、北京交通大學人才基金(2024XKRC091)以及中國博士后科學基金(GZB20250150)等資助。
 

　　引用：半導體所在二維異質(zhì)結(jié)偏振光電器件領(lǐng)域發(fā)表重要綜述 中國科學院半導體研究所 【引用時間：2026年9月18日】