复旦大学，中山大学ACS Nano：可同时识别波段和双功能芯片应用的范德华光子双极性结型晶体管

成果介绍

物联网（IoTs）的指数级增长导致了数百万传感器的广泛部署，这对传感层的感知能力至关重要。特别是对智能光子传感有着浓厚的兴趣。然而，目前的光子传感器件和芯片通常提供有限的功能，并且提供其功率的器件占用过多的空间。对具有智能识别能力的智能、多功能传感芯片的需求十分迫切。

有鉴于此，近日， 复旦大学许宁生院士和中山大学邓少芝教授（共同通讯作者）等提出并展示了2D范德华光子双极性结型晶体管（2D-vdW光子BJT），具有同时感知和识别不同波长光的功能，并且实现了一种双功能芯片应用 。本文系统地研究了可见光-近红外（vis-NIR）波段的光电探测特性和光伏特性。该材料在1064 nm激光下表现为负光电导（NPC），而在638和1550 nm激光下表现为正光电导率（PPC）。同时，实现了电可调响应。此外，该芯片在实际应用条件下的功能已经在诸如检测照度为~ 10 lx的昏暗光、识别波段和光伏发电等应用中显示出其有效性。这项工作为万物互联提供了一个解决方案。

图文导读

图1. 2D-vdW光子BJT的概念及工作模式。

图2. 依赖外部偏置的2D-vdW光子BJT光电特性。

图3. 2D-vdW光子BJT的能带机理及光电流时序波形。

图4. 2D-vdW光子BJT的共发射极光伏特性。

图5. 具有全天火灾报警和光电功能的2D光子传感芯片的演示。

文献信息

van der Waals Photonic Bipolar Junction Transistors Capable of Simultaneously Discerning Wavelength Bands and Dual-Function Chip Application

（ ACS Nano , 2025, DOI:10.1021/acsnano.4c14065）

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c14065

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