【仪表网 研发快讯】近日，集成电路学院李虎、宋爱民团队在高性能自驱动红外光电探测芯片研究中取得重要进展，相关原创成果以“Superior self-powered infrared photodetector via semiconducting graphene-nanoribbons-based vertical heterojunctions” 为题发表在应用物理领域顶刊Applied Physics Reviews(影响因子12)，集成电路学院博士研究生孙宇为论文第一作者，王名扬、李虎教授为论文通讯作者，山东大学为论文第一完成单位。
红外光电探测具有抗干扰性强、目标识别能力强、全天候工作、隐蔽性好等特点，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域都发挥着越来越重要的作用。其中无需外部额外电源即自主运行的自驱动型光电探测芯片因其独特的性能(如能量独立性，高灵敏度和稳定性等)在红外探测领域引起了广泛关注。相比之下，传统的光电探测芯片，例如硅基或窄带隙半导体基红外芯片不仅需要额外的偏置电压来驱动分离光生载流子以产生光电流，而且需要额外的制冷系统以降低热噪音提高响应度，因此已经难以满足未来新一代红外探测芯片低功耗、小尺寸、低成本、高性能等新概念和新要求。
本工作报告了一种基于半导体纳米带薄膜/氧化铝/单晶硅的新型p-i-n异质结型自驱动短波红外光电探测芯片。在异质界面所触发的的光门控效应和内置电场的共同作用下，芯片展示了零偏压下的超高响应和探测性能。该光电探测芯片在自驱动模式时响应率高达75.3A/W，检测率为7.5×1014Jones，外量子效率接近104%，将同类型硅基芯片的检测性能提高了创纪录的7个数量级。此外，在常规驱动模式下，芯片的响应率、检测率、外量子效率同样高达843 A/W、1015Jones和105%，均为目前所报道的最高值。同时，研究还展示了该光电探测芯片在光通信和红外成像领域的真实场景应用，体现了巨大的应用潜力。
本研究得到了科技部、山东省自然科学基金、广东省自然科学基金、山东省重大基础研究、山东省海外优青、山东大学齐鲁青年学者等项目支持。
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