2023年12月8日下午14:00，威尼斯欢乐娱人城1099前沿论坛第58期讲座在威尼斯欢乐娱人城1099理科二号楼2736报告厅成功举办。北京工业大学张永哲教授以“高性能二维材料光电探测器研究”为题作了精彩报告。本次报告由威尼斯欢乐娱人城1099副院长王兴军教授主持。

张教授首先介绍了研究背景。他指出，人们在感知外部世界时，超过60%的信息来自视觉，可以说，人眼是最智能化的光电探测器，光电探测器具有广泛的应用领域和重要的作用。目前，绝大部分探测器仅停留在对光强的探测，而光本身具有许多其他重要信息，例如偏振、相位和波长。如何进一步深入研究探测器，以获取更为丰富的光信息呢？在回答这个问题之前，张教授先介绍了二维材料相比其他材料具备的独特优势，其优势主要有三：一是表面无悬挂键，支持自由堆叠；二是面内晶格不对称性引起光学和电学的各向异性；三是调控能带结构较为容易。

基于二维材料的以上优势，我们可以使用二维材料构建新型光电探测器，以实现更多样的功能、探测更多样的信息。张教授结合课题组内工作，从三个部分展开介绍：感存一体探测器、偏振光响应探测器、超微型光谱仪。

关于感存一体探测器，张教授课题组在单元器件上实现了感知和存储。由于二维材料的较薄和无悬挂键的特点，电荷可以通过隧穿效应停留在特定层面上，形成一种类似浮栅的结构，可用于信息的可靠存储。同时，经实验验证，对光的探测不仅与光强相关，还与光的波长有关。这种感存一体设计具有出色的长期稳定性，能够可靠地存储信息长达10年。

关于偏振光响应探测器，张教授讲到，针对30°和150°的偏振光无法准确区分这一类问题，张教授课题组采用黑砷磷(b-AsP)交叉结构构造二维张量，从而实现对不同角度偏振光的精确探测。针对交叉结构暗电流较大的问题，可以引入单极性势垒，减小暗电流，信噪比得到了提高。张教授课题组通过实验证明，这种方式可以精确标定偏振光角度。

关于超微型光谱仪，张教授课题组从元器件的角度，实现了对不同波长的探测。通过构造可变层间能极差，来实现针对对应波长的探测。结合整体对光强的探测，可以实现对光强和波长的同时探测。为解决吸收率较低的问题，可以引入贵金属，以增加层间电子云的重合，增大吸收率。最终，在元器件层面实现对波长的探测。

最后，张教授再次强调了二维材料巨大优势以及利用二维材料构造探测器的必要性，并进行了总结与展望。

在提问环节，参加讲座的同学们充分思考、积极提问，与张教授进行了深入而细致的交流。本次讲座开拓了大家的视野，引发了大家的思考，在思维碰撞的碰撞交流中，同学们获得了自己独特的体悟。讲座结束后，王兴军教授为张永哲教授颁发了威尼斯欢乐娱人城1099前沿论坛纪念牌。