近日，中国计量大学光学与电子科技学院舒海波教授团队连续在国际纳米科学顶级期刊ACS Nano（中科院一区top期刊，IF=15.8）发表题为《Multispectral Integrated Black Arsenene Phototransistors for High-Resolution Imaging and Enhanced Secure Communication》和《Unraveling the Role of Interfacial Interactions in Electrical Contacts of Atomically Thin Transition Metal Dichalcogenides》的研究论文，我校均为第一通讯单位，光学与电子科技学院青年教师韩利和研究生巩美莹分别作为两篇论文的第一作者。

研究成果1：Multispectral Integrated Black Arsenene Phototransistors for High-Resolution Imaging and Enhanced Secure Communication (封面文章)

传统红外与太赫兹探测器仍面临高本征暗电流和低温冷却需求两大核心挑战，前者导致信噪比下降，限制了探测灵敏度，后者则依赖昂贵的低温制冷设备，阻碍了便携化和实际应用进程。基于此，研究团队基于二维黑砷烯（black arsenene）构建了一种室温运行的超宽光谱光电探测器，能够在可见光、近红外及太赫兹波段均保持高响应率，实现跨光谱范围的高效光电转换。并且，该探测器可实现了可见光至太赫兹波段的快速、大面积成像，支持AND/OR门等复杂光电逻辑运算，这为未来集成光电芯片、高速光通信、人工智能视觉传感器的发展提供了新的思路。研究团队表示，未来将进一步优化器件结构，提高响应速度和成像分辨率，并探索其在深度学习成像、智能传感网络、下一代信息安全系统等领域的实际应用。

研究成果2：Unraveling the Role of Interfacial Interactions in Electrical Contacts of Atomically Thin Transition Metal Dichalcogenides

二维过渡金属硫族化合物(TMD)半导体是发展后摩尔时代器件芯片的前沿新材料。实现其在电子和光电器件应用的关键之一在于能够形成良好的金属-半导体接触。然而，传统金属接触工艺因为TMD材料超薄结构面临诸多挑战，最典型的是电极沉积容易导致沟道材料的结构无序和晶格缺陷，从而导致费米能级钉扎和高的接触电阻。惯常的解决策略是通过范德华接触工艺来形成金属-半导体接触，但是较弱的范德华层间作用影响了载流子隧穿效率。为此，研究团队系统研究了40多种金属-半导体结，揭示了化学键、氢键和范德华力等界面耦合对TMD基金属-半导体结接触特性的影响。研究发现形成范德华接触并不能确保获得优异的接触的性能，理想的金属-TMD接触需要中等界面耦合强度，以平衡费米能级钉扎效应与载流子隧穿效率。并筛选出块体银(Ag)作为n型MoS2器件最理想的接触电极材料，其接触电阻低至83 Wμm，接近量子极限。这一发现为研发基于TMD基高性能器件提供了重要指导，有望推动半导体技术的进一步发展。

上述研究成果得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、浙江省自然科学基金和校基础研究基金等项目的支持。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c14512

原文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c15341