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2025

西安交大在高性能光电传感器件领域取得重要进展

利用铁电浮栅引入的缺陷工程以及局域场增强调控的隧穿效应，既延长光生载流子寿命又抑制载流子渡越时间

　　小微智能传感器在电力设备在线监测、状态分析、故障诊断中发挥关键作用，是实现新型电力系统全面感知、智能决策、实时控制的关键基础单元。以石墨烯、过渡金属硫化物为代表的新型二维材料，具有原子层级厚度、强烈的光与物质相互作用，以及带隙可调等特征，基于二维光敏材料的微纳传感器具有检测置信度高、体积小、功耗低等优势，在电力设备光学传感领域具有广阔的应用潜力。然而，二维材料吸收截面较小，光电转换效率受限，利用光栅压原理实现光电倍增将不可避免地牺牲响应带宽，严重抑制载流子迁移效率和器件响应速度，极大限制了光电性能的优化提升。

针对上述问题，西安交通大学电气工程学院、电工材料电气绝缘全国重点实验室孟国栋教授团队联合澳大利亚国立大学Zongyou Yin教授团队，以铝掺杂氧化铪（Al:HfO2）纳米铁电薄膜作栅介质层，以WS2/石墨烯二维异质结作沟道，制备出新型高性能铁电栅控场效应光电晶体管。

　　首先，利用铁电浮栅引入的缺陷工程以及局域场增强调控的隧穿效应，既延长光生载流子寿命又抑制载流子渡越时间，有效解决了光栅压器件普遍存在的光增益与响应带宽的权衡问题，显著提高了器件的探测效率和响应速度。

关键词：

孚梵科技

传感器

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