《科学通报》2026年3月下旬刊（“光电探测材料与器件专题”）| 文章速递|x射线|光电探测材料|光谱|探测器|科学通报

封面以棱镜分光的彩虹寓意多波段光信息, 透明芯片与电路纹理象征光电转换与高速互联的核心平台, 跃动电光则指向能量与信息的精准捕获与高效传递. 详见本期专题.

悦读科学

受自然识别启发的催化金属链行走新突破

孔维宇, 阴国印

LD-110, 一种新型靶向LSD1 PROTAC降解剂诱导肿瘤细胞凋亡

翟丹毅, 孙毅

光电探测材料与器件专题

编者按

光电探测材料与器件: 新体系、新机理与新应用

周兴, 田维, 方晓生

进展

二维钙钛矿型铌酸盐多功能光电探测器

张勇, 王琳

二维钙钛矿型铌酸盐凭借其宽带隙、高环境稳定性和优异紫外光敏特性, 成为高性能光电探测的理想候选材料. 本文系统综述了其在单一材料原型器件、复合结构优化、光电-突触及光电-介电多功能集成器件等领域的最新研究进展, 深入剖析了物理机制, 并探讨了规模化生产、界面调控等未来挑战与发展方向, 为高性能、多功能光电器件设计提供重要参考.

面向高性能人工视觉的曲面图像传感器及其制造工艺

龙正浩, 王开晨, 范智勇

受生物眼球形结构启发的曲面图像传感器在自动驾驶、人形机器人等领域前景突出. 然而, 现有微纳加工几乎都为平面硅晶圆设计, 难以在大曲率曲面基底上高精度制备高像素密度阵列. 本文回顾了二十余年曲面图像传感器的发展历程, 重点介绍几类典型的曲面集成与制造工艺, 并梳理关键技术瓶颈, 为新一代人工视觉硬件的结构设计与工艺路线提供思路.

评述

基于层间激子的二维红外探测器的现状和挑战

吴夏睿, 宋俊明, 赵伟玮, 杨昉, 杨雨田, 刘宏微, 吕俊鹏

本文聚焦基于层间激子的二维红外探测器, 综述了其光响应机理与优势, 介绍了器件制备方法与不同的结构设计, 深入探讨了电场调控、界面工程、偏振、超晶格等多维度调控策略, 以实现抑制暗电流、优化载流子传输路径并提升探测性能, 最后分析了现存挑战与未来方向.

铁电材料集成光电探测系统的研究进展

王志莹, 潘峪, 金贤宇, 苏莉, 张大伟

光电探测器是下一代物联网不可或缺的组成部分. 铁电材料集成的光电探测器因其自发极化诱导形成的铁电场效应, 可有效调控半导体能带弯曲以及载流子运输, 有效优化器件性能. 本文对铁电材料集成光电探测系统的研究进展及铁电场调控机制展开深入讨论, 总结铁电集成光电探测系统的潜力与挑战.

高性能胶体量子点短波红外探测及成像技术

唐浩东, 程硕, 陈威, 吴丹, 王恺

胶体量子点正逐步成为新一代短波红外探测与成像的核心材料. 本文从材料体系、成膜工艺、器件结构和关键性能表征手段及提升方式等方面梳理最新进展, 并展望其在夜视、工业检测与医学成像中的应用前景.

钙钛矿纳米晶X射线探测器研究进展

张博文, 刘永风, 周敏, 田维, 李亮

本文聚焦于钙钛矿纳米晶(PeNCs)在X射线探测领域的研究进展, 首先分类总结了PeNCs作为闪烁体在间接X射线探测中的原理与进展, 然后总结了其在直接X射线探测中的应用探索, 最后对当前技术的先进性和局限性进行了分析和总结, 并提出了可能的解决思路和发展方向.

陈炜, 刘鑫, 王孟龙, 谷文刚, 汪丹浩, 方师, 孙海定

光电化学型光电探测器(PEC PDs)凭借其自供电、低成本、高可调性等优势, 成为新一代智能传感与绿色电子的核心器件. 本综述系统总结了新型微纳结构在PEC PDs中的设计策略与性能优化路径, 梳理了其在光通信、逻辑运算、光学成像及生物传感领域的应用, 为高性能光电器件研发提供了新思路.

双极光谱响应探测器及其应用研究进展

万鹏, 何涛, 魏筠, 丰会杰, 代芮铭, 阚彩侠, 施大宁, 姜明明

本文分析了双极光谱响应探测器的核心工作机制, 包括能带工程、物理效应耦合、缺陷态诱导和光电化学机制等, 阐述了该类型器件在光电逻辑门、加密通信、成像编码和仿生视觉等前沿领域的应用潜力.

二维晶体管中的界面工程: 现状与挑战

徐永善, 刘开朗, 付英双, 李会巧, 夏芳芳, 翟天佑

本文系统梳理了二维晶体管中的关键界面问题, 总结了界面优化思路与性能调控策略, 分析了典型应用成果, 并展望了未来发展方向, 以期推动二维半导体的产业化应用.

论文

PbS@MoS2核壳异质结及宽波段光电探测器

李寒冰, 汪家铮, 谈笑, 张凯, 卢兴, 付英双, 李渊, 翟天佑

针对MoS2本征响应波段受限及传统异质结界面面积小、易污染的问题, 本研究开发了一种适用于宽波段光电探测的PbS@MoS2核壳异质结材料, 通过化学气相沉积法使二维MoS2直接生长并包覆于PbS纳米颗粒表面. 基于该异质结的探测器在可见光波段性能优异, 在近红外波段表现出稳定光电开关特性. 该核壳结构成功将MoS2光响应范围从可见光拓展至近红外, 为宽波段探测器的发展提供了新思路.

二维晶格锚定策略合成原子层厚Mo0.92Er0.08S2稀土材料

王肖剑, 张文斌, 白欢, 张梦, 冯晴亮

目前, 二维稀土材料的合成仍存在重大挑战. 本文提出一种二维晶格锚定策略, 成功将铒原子锚定于MoS2晶格中, 实现了高质量、大面积单层Mo0.92Er0.08S2的制备. 相比于纯MoS2器件, 单层Mo0.92Er0.08S2的载流子迁移率与光响应时间均具有显著提升.

乙酸根离子液体增强Dion-Jacobson型BDA(EA)2Pb3Br10钙钛矿薄膜光电探测性能

钱凯婧, 李自清, 方晓生

Dion-Jacobson (DJ)型二维钙钛矿因良好的结构稳定性与光响应特性而广受关注. 本文采用乙酸乙胺作为添加剂, 改善DJ型钙钛矿薄膜结晶难以调控的问题. 研究通过乙酸根(Ac-)竞争配位有效延缓成核、促进晶体重排, 制备了均匀致密、高结晶度的BDA(EA)2Pb3Br10薄膜, 阐明了阴离子液体对薄膜生长的微观调控机制.

基于叠层并联FAPbBr3单晶膜的高性能X射线探测器

刘雨萌, 贾文博, 刘世林, 雷威, 陈静, 徐晓宝

本文提出了一种基于FAPbBr3单晶膜的叠层并联结构X射线探测器, 构建了总厚度达707 μm的Au/FAPbBr3/Au/FAPbBr3/Au/FAPbBr3/ITO叠层器件. 该结构设计在保持高X射线吸收率的同时, 显著提升了载流子收集效率, 为开发兼具高灵敏度与快响应速度的X射线探测器提供了新的结构设计策略.

基于二维碲薄膜/金字塔硅异质结阵列的宽波段光电探测与成像器件

王立煜, 冯炜轩, 赵文凯, 唐月, 顾艺茹, 马宗鹏, 张磊, 李东, 龙官奎, 赵紫薇, 唐磊, 王林, 徐华

本文构筑了一种基于二维碲薄膜/金字塔硅异质结的宽谱光探测器, 利用硅表面金字塔微结构的限光效应提高异质结对光的利用率, 且异质结界面处大的内建电场可有效促进光生载流子分离, 获得了优异的光电响应性能, 进而实现了近红外光电成像, 为构筑高性能、宽光谱光电探测器提供了新的思路.

王钊, 张利欣, 段凯凯, 郑伟

超宽禁带半导体氮化铝(AlN)具有高击穿场强、高热导率、高载流子迁移率等优点, 为研制大功率、超快光电导开关(PCSS)提供了新途径. 本研究采用高质量AlN单晶制备出PCSS, 其在120 kV cm−1偏置电场下工作稳定, 响应时间可达亚纳秒量级, 展现出在大功率宽谱信号输出领域的巨大潜力.

基于Cs2CdCl4/β-Ga2O3异质结的自供电日盲紫外光电探测器研究

马敬丽, 江慧芳, 邢肖洋, 张梦瑶, 张世鹏, 李乐金, 马壮壮, 史志锋

本文采用气相共沉积技术制备了高质量的全无机宽禁带Ruddlesden-Popper相钙钛矿Cs2CdCl4薄膜. 通过与β-Ga2O3构建Ⅱ型能带对准异质结, 制备出高性能的自供电日盲紫外光电探测器, 成功扩展了具有强抗干扰能力的日盲紫外光成像应用.

环境友好型NaLuF4:Pr@NaYF4纳米晶闪烁体用于X射线柔性三维探测

文洪玉, 张鹏, 牛俊正, 黄祎, 张仕瑞, 赵如, 王大伟, 徐旭辉

本文报道了一种环境友好型NaLuF4:Pr@NaYF4核壳结构纳米晶闪烁体, 通过惰性壳层钝化表面缺陷, 使X射线激发发光强度提升1.70倍. 该材料与PDMS复合制成柔性闪烁薄膜, 在3.45 mGy/s低剂量下实现10.10 lp/mm高分辨成像, 展现出在低成本、无毒、稳定柔性X射线探测与三维成像领域的应用潜力.

评述

化学与能源科学

锰基普鲁士蓝作为钠/钾离子电池正极的研究进展

王洁, 邢超, 杨荞溪, 戚海杰, 周小四

本文系统评述了锰基普鲁士蓝(MnHCF)作为钠/钾离子电池正极材料的研究进展, 涵盖其可控制备、储能机制、面临的关键挑战以及改性策略. 同时通过多维度对比, 阐明了MnHCF在两种电池体系中性能差异的深层机理. 最后, 展望未来研究方向以推动该材料的实用化发展.

《科学通报》是中国科学院主管、中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的综合性中文学术期刊，致力于快速报道自然科学各学科基础理论和应用研究的最新研究动态、消息、进展, 点评研究动态和学科发展趋势。