能够探测短波红外(SWIR)波段的红外传感器,不仅能在白天和夜间清楚地看到东西,甚至在雾天或烟雾中也能正常工作,让它们成了自动驾驶汽车、机器人、夜间监控和医学成像等未来智能技术的核心部件。

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然而,传统传感器通常采用昂贵的半导体材料(如InGaAs)制造,导致制造成本极高,并严重限制了它们做大面积器件。

为了解决这个问题,由DGIST的李钟秀团队,联合韩国科学技术研究院的朴敏哲研究员团队和韩国材料科学研究院的金容勋研究员团队,搞出了一种混合光电传感器的结构,把具有强光吸收能力的Ag₂Te量子点与以超快电荷传输著称的MoS₂二维半导体合在一起用。

这项研究发表在《先进材料》上。

二维半导体弥补了量子点电荷传输速度慢的固有缺陷,从而充分发挥了每种材料的长处,并提供了一种全新选择。

研究团队通过利用两种材料在光照下接触界面产生的光掺杂效应,成功实现了光学信号的显著放大。

因此,所开发的传感器表现出7.5 × 10⁵ A/W的高响应度和约10⁹ Jones的探测率,展现了优异的灵敏度,能够快速、准确地检测甚至非常微弱的红外信号。

此外,研究团队在单个器件演示的基础上,进一步制作了一个由32 × 32像素组成的红外图像传感器阵列,证实了其实际图像采集能力。

这一结果表明,所开发的技术可与传统的基于CMOS的半导体工艺集成,作为低成本、大面积的下一代短波红外相机和图像传感器,具备立即商业化的巨大潜力。

"通过将量子点材料的高光吸收特性与二维半导体的快速电荷传输特性相结合,我们克服了传统红外传感器的根本局限。"李正洙教授表示。

"这项技术有望成为开发高分辨率红外相机和下一代智能感光系统的关键基础技术。"

更多信息: Seock‐Jin Jeong 等人,《用于短波红外成像的高增益 Ag2Te/MoS2 混合光电探测器》,《先进材料》(2026年)。10.1002/adma.202520984