《科學通報》2026年3月下旬刊（“光電探測材料與器件專題”）| 文章速遞

封面以棱鏡分光的彩虹寓意多波段光信息, 透明芯片與電路紋理象征光電轉換與高速互聯的核心平臺, 躍動電光則指向能量與信息的精準捕獲與高效傳遞. 詳見本期專題.

悅讀科學

受自然識別啟發的催化金屬鏈行走新突破

孔維宇, 陰國印

LD-110, 一種新型靶向LSD1 PROTAC降解劑誘導腫瘤細胞凋亡

翟丹毅, 孫毅

光電探測材料與器件專題

編者按

光電探測材料與器件: 新體系、新機理與新應用

周興, 田維, 方曉生

進展

二維鈣鈦礦型鈮酸鹽多功能光電探測器

張勇, 王琳

二維鈣鈦礦型鈮酸鹽憑借其寬帶隙、高環境穩定性和優異紫外光敏特性, 成為高性能光電探測的理想候選材料. 本文系統綜述了其在單一材料原型器件、復合結構優化、光電-突觸及光電-介電多功能集成器件等領域的最新研究進展, 深入剖析了物理機制, 并探討了規模化生產、界面調控等未來挑戰與發展方向, 為高性能、多功能光電器件設計提供重要參考.

面向高性能人工視覺的曲面圖像傳感器及其制造工藝

龍正浩, 王開晨, 范智勇

受生物眼球形結構啟發的曲面圖像傳感器在自動駕駛、人形機器人等領域前景突出. 然而, 現有微納加工幾乎都為平面硅晶圓設計, 難以在大曲率曲面基底上高精度制備高像素密度陣列. 本文回顧了二十余年曲面圖像傳感器的發展歷程, 重點介紹幾類典型的曲面集成與制造工藝, 并梳理關鍵技術瓶頸, 為新一代人工視覺硬件的結構設計與工藝路線提供思路.

評述

基于層間激子的二維紅外探測器的現狀和挑戰

吳夏睿, 宋俊明, 趙偉瑋, 楊昉, 楊雨田, 劉宏微, 呂俊鵬

本文聚焦基于層間激子的二維紅外探測器, 綜述了其光響應機理與優勢, 介紹了器件制備方法與不同的結構設計, 深入探討了電場調控、界面工程、偏振、超晶格等多維度調控策略, 以實現抑制暗電流、優化載流子傳輸路徑并提升探測性能, 最后分析了現存挑戰與未來方向.

鐵電材料集成光電探測系統的研究進展

王志瑩, 潘峪, 金賢宇, 蘇莉, 張大偉

光電探測器是下一代物聯網不可或缺的組成部分. 鐵電材料集成的光電探測器因其自發極化誘導形成的鐵電場效應, 可有效調控半導體能帶彎曲以及載流子運輸, 有效優化器件性能. 本文對鐵電材料集成光電探測系統的研究進展及鐵電場調控機制展開深入討論, 總結鐵電集成光電探測系統的潛力與挑戰.

高性能膠體量子點短波紅外探測及成像技術

唐浩東, 程碩, 陳威, 吳丹, 王愷

膠體量子點正逐步成為新一代短波紅外探測與成像的核心材料. 本文從材料體系、成膜工藝、器件結構和關鍵性能表征手段及提升方式等方面梳理最新進展, 并展望其在夜視、工業檢測與醫學成像中的應用前景.

鈣鈦礦納米晶X射線探測器研究進展

張博文, 劉永風, 周敏, 田維, 李亮

本文聚焦于鈣鈦礦納米晶(PeNCs)在X射線探測領域的研究進展, 首先分類總結了PeNCs作為閃爍體在間接X射線探測中的原理與進展, 然后總結了其在直接X射線探測中的應用探索, 最后對當前技術的先進性和局限性進行了分析和總結, 并提出了可能的解決思路和發展方向.

陳煒, 劉鑫, 王孟龍, 谷文剛, 汪丹浩, 方師, 孫海定

光電化學型光電探測器(PEC PDs)憑借其自供電、低成本、高可調性等優勢, 成為新一代智能傳感與綠色電子的核心器件. 本綜述系統總結了新型微納結構在PEC PDs中的設計策略與性能優化路徑, 梳理了其在光通信、邏輯運算、光學成像及生物傳感領域的應用, 為高性能光電器件研發提供了新思路.

雙極光譜響應探測器及其應用研究進展

萬鵬, 何濤, 魏筠, 豐會杰, 代芮銘, 闞彩俠, 施大寧, 姜明明

本文分析了雙極光譜響應探測器的核心工作機制, 包括能帶工程、物理效應耦合、缺陷態誘導和光電化學機制等, 闡述了該類型器件在光電邏輯門、加密通信、成像編碼和仿生視覺等前沿領域的應用潛力.

二維晶體管中的界面工程: 現狀與挑戰

徐永善, 劉開朗, 付英雙, 李會巧, 夏芳芳, 翟天佑

本文系統梳理了二維晶體管中的關鍵界面問題, 總結了界面優化思路與性能調控策略, 分析了典型應用成果, 并展望了未來發展方向, 以期推動二維半導體的產業化應用.

論文

PbS@MoS2核殼異質結及寬波段光電探測器

李寒冰, 汪家錚, 談笑, 張凱, 盧興, 付英雙, 李淵, 翟天佑

針對MoS2本征響應波段受限及傳統異質結界面面積小、易污染的問題, 本研究開發了一種適用于寬波段光電探測的PbS@MoS2核殼異質結材料, 通過化學氣相沉積法使二維MoS2直接生長并包覆于PbS納米顆粒表面. 基于該異質結的探測器在可見光波段性能優異, 在近紅外波段表現出穩定光電開關特性. 該核殼結構成功將MoS2光響應范圍從可見光拓展至近紅外, 為寬波段探測器的發展提供了新思路.

二維晶格錨定策略合成原子層厚Mo0.92Er0.08S2稀土材料

王肖劍, 張文斌, 白歡, 張夢, 馮晴亮

目前, 二維稀土材料的合成仍存在重大挑戰. 本文提出一種二維晶格錨定策略, 成功將鉺原子錨定于MoS2晶格中, 實現了高質量、大面積單層Mo0.92Er0.08S2的制備. 相比于純MoS2器件, 單層Mo0.92Er0.08S2的載流子遷移率與光響應時間均具有顯著提升.

乙酸根離子液體增強Dion-Jacobson型BDA(EA)2Pb3Br10鈣鈦礦薄膜光電探測性能

錢凱婧, 李自清, 方曉生

Dion-Jacobson (DJ)型二維鈣鈦礦因良好的結構穩定性與光響應特性而廣受關注. 本文采用乙酸乙胺作為添加劑, 改善DJ型鈣鈦礦薄膜結晶難以調控的問題. 研究通過乙酸根(Ac-)競爭配位有效延緩成核、促進晶體重排, 制備了均勻致密、高結晶度的BDA(EA)2Pb3Br10薄膜, 闡明了陰離子液體對薄膜生長的微觀調控機制.

基于疊層并聯FAPbBr3單晶膜的高性能X射線探測器

劉雨萌, 賈文博, 劉世林, 雷威, 陳靜, 徐曉寶

本文提出了一種基于FAPbBr3單晶膜的疊層并聯結構X射線探測器, 構建了總厚度達707 μm的Au/FAPbBr3/Au/FAPbBr3/Au/FAPbBr3/ITO疊層器件. 該結構設計在保持高X射線吸收率的同時, 顯著提升了載流子收集效率, 為開發兼具高靈敏度與快響應速度的X射線探測器提供了新的結構設計策略.

基于二維碲薄膜/金字塔硅異質結陣列的寬波段光電探測與成像器件

王立煜, 馮煒軒, 趙文凱, 唐月, 顧藝茹, 馬宗鵬, 張磊, 李東, 龍官奎, 趙紫薇, 唐磊, 王林, 徐華

本文構筑了一種基于二維碲薄膜/金字塔硅異質結的寬譜光探測器, 利用硅表面金字塔微結構的限光效應提高異質結對光的利用率, 且異質結界面處大的內建電場可有效促進光生載流子分離, 獲得了優異的光電響應性能, 進而實現了近紅外光電成像, 為構筑高性能、寬光譜光電探測器提供了新的思路.

王釗, 張利欣, 段凱凱, 鄭偉

超寬禁帶半導體氮化鋁(AlN)具有高擊穿場強、高熱導率、高載流子遷移率等優點, 為研制大功率、超快光電導開關(PCSS)提供了新途徑. 本研究采用高質量AlN單晶制備出PCSS, 其在120 kV cm?1偏置電場下工作穩定, 響應時間可達亞納秒量級, 展現出在大功率寬譜信號輸出領域的巨大潛力.

基于Cs2CdCl4/β-Ga2O3異質結的自供電日盲紫外光電探測器研究

馬敬麗, 江慧芳, 邢肖洋, 張夢瑤, 張世鵬, 李樂金, 馬壯壯, 史志鋒

本文采用氣相共沉積技術制備了高質量的全無機寬禁帶Ruddlesden-Popper相鈣鈦礦Cs2CdCl4薄膜. 通過與β-Ga2O3構建Ⅱ型能帶對準異質結, 制備出高性能的自供電日盲紫外光電探測器, 成功擴展了具有強抗干擾能力的日盲紫外光成像應用.

環境友好型NaLuF4:Pr@NaYF4納米晶閃爍體用于X射線柔性三維探測

文洪玉, 張鵬, 牛俊正, 黃祎, 張仕瑞, 趙如, 王大偉, 徐旭輝

本文報道了一種環境友好型NaLuF4:Pr@NaYF4核殼結構納米晶閃爍體, 通過惰性殼層鈍化表面缺陷, 使X射線激發發光強度提升1.70倍. 該材料與PDMS復合制成柔性閃爍薄膜, 在3.45 mGy/s低劑量下實現10.10 lp/mm高分辨 成像, 展現出在低成本、無毒、穩定柔性X射線探測與三維成像領域的應用潛力.

評述

化學與能源科學

錳基普魯士藍作為鈉/鉀離子電池正極的研究進展

王潔, 邢超, 楊蕎溪, 戚海杰, 周小四

本文系統評述了錳基普魯士藍(MnHCF)作為鈉/鉀離子電池正極材料的研究進展, 涵蓋其可控制備、儲能機制、面臨的關鍵挑戰以及改性策略. 同時通過多維度對比, 闡明了MnHCF在兩種電池體系中性能差異的深層機理. 最后, 展望未來研究方向以推動該材料的實用化發展.

《科學通報》是中國科學院主管、中國科學院和國家自然科學基金委員會共同主辦的綜合性中文學術期刊，致力于快速報道自然科學各學科基礎理論和應用研究的最新研究動態、消息、進展, 點評研究動態和學科發展趨勢。

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