创新点：浙江大学徐杨课题组结合电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像技术的彼此优势，设计并实现了一种基于全二维吸收/介质/读出范德华异质结构(vdWs)的电荷采样光电探测器。
光电探测器阵列是图像传感器中的关键部件。CMOS图像传感器由于其简单的制造工艺、低功耗和随机存取读出而具有低成本和高速度的优点，因此成为了当前商业市场的主流。相比之下，基于电荷耦合器件（CCD）的光电检测以其高分辨率、大灵敏度和低噪声为优势。然而，复杂的器件结构、破坏性和顺序读出方法是扩展其应用场景的主要原因。因此，下一代图像技术应该结合传统图像传感器的优点，并解决这两种技术中存在的瓶颈。
浙江大学徐杨教授、俞滨教授与南京大学王肖沐教授开展合作，在该项研究中结合了电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像技术的优势，设计并实现了一种基于全二维吸收/介质/读出范德华异质结构(vdWs)的电荷采样光电探测器。相关结果发表在Advanced Optical Materials上。
在吸收层中产生的光电荷存储在范德华异质结区的势阱中，这使得电荷积分过程之后可以进行弱信号检测和成像。然后，读出层中的晶体管以高填充因子的随机存取方式无损地映射出收集的电荷。所演示的光电探测器同时结合了CCD和CMOS图像技术的优点，并具有三个主要特点：
(a)通过在2D异质结构中产生势阱来实现弱信号检测；
(b)利用2D异质结构晶体管的器件内跨导增益，实现了高灵敏度光探测。
(c)读出层和光吸收层的物理分离为设计和优化提供了额外的自由度，确保了器件的高填充因子、非破坏性读出和随机存取。
此项研究将会为基于全二维范德华材料的光电研究带来新的启发，并为后摩尔时代光电器件前沿探索提供新的思路。
论文信息：
Charge Sampling Photodetector based on van der Waals Heterostructures
Jiachao Zhou, Lingfei Li, Akeel Qadir, Hanxi Li, Jianhang Lv, Khurram Shehzad, Xinyi Xu,
Lixiang Liu, Feng Tian, Wei Liu, Li Chen, Li Yu, Xin Su, Srikrishna Chanakya Bodepudi, Huan Hu, Yuda Zhao, Bin Yu*, Xiaomu Wang*, and Yang Xu*
Advanced Optical Materials
DOI: 10.1002/adom.202201442
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adom.202201442
（来源： AdvancedScienceNews）
