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首页>> news>> 2024年01月组内文献阅读汇报



基于多孔MOF/ReS2异质结的偏振视觉适应光电晶体管


在自然界中,视觉适应使生物即使在不断变化的环境中也能更好地理解外部刺激,使它们能够准确地感知真实世界。然而,到目前为止,高级偏振敏感型视觉适应的硬件实现还很缺乏,且具有挑战性。中南大学何军教授,蒋杰副教授和南京大学赵伟伟副教授(共同通讯作者)等合作报道了一种具有各向异性ReS2异质结的新型多孔金属有机骨架光电晶体管,可用于偏振敏感的视觉适应模拟。该器件由于其强的各向异性和俘获-去俘获特性,分别表现出引人注目的偏振灵敏度和自适应能力。通过偏振-电协同策略,本文首次成功实现了具有强底栅控制和环境依赖性的高级偏振敏感型视觉适应。这些结果代表了新一代智能视觉感知系统的重要一步。文章以“Porous Metal-organic-framework/ReS2 Heterojunction Phototransistor for Polarization-sensitive Visual Adaptation Emulation”为题发表在顶级期刊Advanced Materials上。

Xie, D. et al. Porous Metal–Organic Framework/ReS2 Heterojunction Phototransistor for Polarization‐Sensitive Visual Adaptation Emulation. Advanced Materials 35, 2212118 (2023).



报告人:白庆虎


自驱动范德华异质结光电探测器,具有高光开关比和快速响应


2D Bi2O2Se具有超高迁移率(≈20000 cm2 V-1 s-1),且带隙为0.8 eV,因此值得探索其在高性能光电探测应用中的优点。然而,由于高载流子浓度(≈1018~1020 cm-3)和辐射热效应,导致了高暗电流(在1 V时>10-7 A)和相对较慢的光响应(≈ms),阻碍了高光开/关比和快速响应的Bi2O2Se光电探测器的进一步发展。华中科技大学翟天佑教授等报道了自驱动的WSe2/Bi2O2Se范德华p-n异质结光电探测器,整流比高达105,反向暗电流低至10-11 A,在532 nm光照下的最大开/关比提高到了618。由于在界面处有效的电荷分离和牢固的层间耦合,该器件还具有2.6 µs的快速响应速度和365-2000 nm的宽谱探测能力。重要的是,WSe2/Bi2O2Se异质结中的内建电势提供了具有竞争力的自供电光电探测器,其光开/关比超过105,光伏响应率为284 mA W-1。WSe2/Bi2O2Se异质结在高性能自驱动光电探测器应用中显示出广阔的前景。文章以“Self-Driven WSe2/Bi2O2Se Van der Waals Heterostructure Photodetectors with High Light On/Off Ratio and Fast Response”为题发表在著名期刊Advanced Functional Materials上。

Self‐Driven WSe2 /Bi2O2Se Van der Waals Heterostructure Photodetectors with High Light On/Off Ratio and Fast Response. Adv Funct Materials 31, 2008351 (2021).



报告人:白庆虎


ITO-based microheaters for reversible multi-stage switching of phase-change materials: towards miniaturized beyond-binary reconfigurable integrated photonics


本文介绍了一个微加热器件,该器件采用光学透明和导电的铟锡氧化物(ITO)桥,用于GST在晶态和非晶态之间的快速可逆电开关。通过适当分配应用于ITO微加热器的电脉冲来控制ITO加热器中的焦耳热,并且通过对电脉冲幅度,宽度的改变,证明了几乎任何中间结晶态的GST膜都可以集成在设计的微加热器顶部。更重要的是,实现了GST在非晶态和晶态之间的完全可逆性。最后将文章中设计的基于ITO的微加热器集成到马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的臂上,以实现可重构的光学移相器。通过对微加热器施加优化的电脉冲,光信号的相位可以在0-50°之间逐渐移位,具有多个中间值,对应于GST的中间晶态。该器件对实现具有小型化的可重构光电器件有很大应用前景。

Taghinejad, H., S. Abdollahramezani, A.A. Eftekhar, et al,Optics Express, 2021. 29(13): p. 20449-20462.



报告人:韩卓轩


Electrically reconfigurable non-volatile metasurface using low-loss optical phase-change material


本文展示了一个基于光学PCMs的大规模,可重构的非易失性超表面。通过对金属电极施加电脉冲,产生的焦耳热使PCM相变,并且通过对结构的优化,使加热器表面温度均匀,解决了边缘和中心温差过大的问题。文中使用的Ge2Sb2Se4Te (GSST)具有巨大的非易失性折射率调制能力、宽带低光损耗和大可逆开关体积,显著增强了有源光学PCM介质中的光-物质相互作用。利用这些有利的属性,本文展示了准连续可调谐的有源超表面,具有创纪录的半倍频程光谱调谐范围和超过400%的大光学对比度。这种特别大的调制能力对于实现通过相位和振幅控制的主动超表面至关重要。以相位和波前控制为例,利用该器件进一步制作了惠更斯超表面,实现对波束偏转的主动调控。本文所展示的设计和几何优化方法也可应用到其他新兴的加热器材料,如硅和石墨烯,以实现各种可重构超表面器件。 示器的创造带来希望。

Zhang, Y.F., C. Fowler, J.H. Liang, et al, Nature Nanotechnology, 2021. 16(6): p. 661



报告人:韩卓轩


Intrinsic strong light-matter coupling with self-hybridized bound states in the continuum in van der Waals metasurfaces


连续谱中的光子束缚态(BICs)为与过渡金属二卤族化合物(TMDCs)的光与物质强耦合提供了一个出色的平台,但迄今为止,大多数情况下是作为具有相邻TMDC层的传统全介质超表面实现的,在应变、模式重叠和材料集成方面受到限制。该工作证明了在由纳米结构的体块二硫化钨(WS2)组成的BIC超表面中存在本征的强耦合,具有尖锐的、可定制的线宽的共振以及光与物质相互作用的选择性增强。体块WS2中的激子共振与BIC耦合的调谐是通过改变超表面结构单元来实现的,这使得其具有反交叉模式和116mev的Rabi分裂的强耦合。至关重要的是,耦合强度本身是可以控制的,并被证明与材料固有损耗无关。该工作的自杂交超表面平台可以很容易地结合其他TMDCs或激子材料,为极化激子应用提供基本的见解和实用的器件概念。

Weber, T., Kühner, L., Sortino, L. et al. Intrinsic strong light-matter coupling with self-hybridized bound states in the continuum in van der Waals metasurfaces. Nat. Mater. 22, 970–976 (2023).



报告人:罗猜


Lasing Effect in Symmetrical van der Waals Heterostructured Metasurfaces Due to Lattice-Induced Multipole Coupling


该工作提出利用基于晶格多极耦合的新模式选择机制,证明了基于范德瓦尔斯异质结构的超表面产生激光的可能性。该方法是基于八极准捕获模式(OQTM)在异质结对称超表面中的共振激发。计算发现MoTe2层的光致发光光谱最大值与高品质因子OQTM共振波长的重合导致了激光效应。由激光速率方程的解和直接全波模拟可知,激光通常指向超表面平面,发生在由MoS2 /hBN/MoTe2片组成的超表面的整个区域,在波长1140 nm附近,线宽仅为1.4 nm左右。这为亚波长材料系统中制造表面发射激光器件开辟了新的实用可能性。这项工作的进一步发展可能与从单片MoS2和异质结MoS2/hBN/MoTe2磁盘结合的超表面的研究有关。为了实现圆盘的相干按需发射,需要对圆盘的参数和激发条件进行优化。这种像素激光超表面可能会为下一代激光显示器的创造带来希望。 文献出处:Alexei V. Prokhorov, Mikhail Yu. Gubin, Alexander V. et al. Lasing Effect in Symmetrical van der Waals Heterostructured Metasurfaces Due to Lattice-Induced Multipole Coupling. Nano Letters 2023 23 (23), 11105-11111

Alexei V. Prokhorov, Mikhail Yu. Gubin, Alexander V. et al. Lasing Effect in Symmetrical van der Waals Heterostructured Metasurfaces Due to Lattice-Induced Multipole Coupling. Nano Letters 2023 23 (23), 11105-11111



报告人:罗猜


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