近日，基础与前沿研究院2019级硕士研究生罗凌志在《Light: Science & Applications》上发表了题为“MXene-GaN van der Waals Metal-Semiconductor Junctions for High Performance Multiple Quantum Well Photodetectors”的研究成果。罗凌志为该论文第一作者，巫江教授为论文通讯作者，电子科技大学基础与前沿研究院为第一作者单位。《Light: Science & Applications》是光学领域顶级国际学术期刊，2020年影响因子为17.38。

　　由于在传感、探测、数据传输和数据处理等领域的广泛应用，光电探测器引起了学术界与工业界的广泛关注。即将到来的5G物联网（5G-IoT），将大规模连接底层感知层，并以其超低延迟、超可靠的通信层传输海量传感数据。在这一全新的应用场景下，金属-半导体-金属（MSM）光电探测器以其响应速度快、制作工艺简单以及与场效应晶体管（FET）技术可集成等特点而备受关注。然而，传统的制造工艺会在金属-半导体界面上引入化学无序和缺陷态，随着器件尺寸的进一步缩小，金-半界面缺陷导致器件显著的暗电流和噪声。为此，人们提出了许多方法，如使用宽禁带半导体来增加肖特基势垒的高度，或降低金属-半导体界面处，半导体侧的态密度，以此降低暗电流密度，但上述方法均存在一定不足。

　　MXene-GaN-MXene量子阱光电探测器概念图及响应率空间映射图（图片来源及版权：Light: Science & Applications及论文作者）

　　针对上述问题，巫江教授领衔的光电传感与探测团队使用MXene代替传统金属，研发了一种基于MXene-GaN-MXene结构的InGaN/GaN多量子阱（MQW）光电探测器。与传统的MSM探测器相比，该基于MXene-GaN范德华结的多量子阱光电探测器能显著提升器件响应率，降低暗电流与噪声。其在蓝绿光波段的优异性能，使其在水下无线光通信与水下探测等领域，有着优异的应用前景。同时，得益于其良好的MXene-GaN界面，观察到了生长InGaN/GaN多量子阱的图形化衬底可产生局域化的光子提取增强效应。

　　巫江，电子科技大学基础与前沿研究院教授，博士生导师，国家青年人才、中国光学工程学会理事、先进光电子四川省青年科技创新研究团队负责人，从事化合物半导体光电材料以及半导体激光器、红外探测器等光电器件研究，在Nature Electronics、Nature Photonics等期刊上发表论文100余篇，授权专利10余项。

　　罗凌志，电子科技大学基础与前沿研究院2019级硕士研究生。主要研究领域为面向传感和探测的新型电磁与光电器件。

　　论文链接：

　　https://www.nature.com/articles/s41377-021-00619-1