光电芯片研发团队成功制备柔性光电探测器

激光所光电芯片研发团队唐先胜博士联合中国科学院物理研究所成功制备了基于大面积InGaAs/InP PIN结构的高性能可见光-短波红外（SWIR）柔性光电探测器，相关成果在高水平期刊Scientific Reports上发表，这种稳定、高性能的新型光电探测器有望应用于柔性宽光谱检测。

柔性光电子器件正在诸多领域蓬勃发展，柔性光电探测器（PD）在紫外（UV）、可见光（VIS）、近红外（NIR）等窄带区域光响应和宽带光响应方面也正在得到广泛的研究和突破。基于无机材料与有机衬底相结合的多光谱光电探测器技术取得了重大进展，它们充分利用了无机材料的高性能和有机材料的机械柔韧性。采用宽带隙的氧化锌（ZnO）、铟镓锌氧化物（InGaZnO，IGZO）和氧化镓（Ga2O3）的柔性紫外光电探测器展示了良好的光响应性能和柔韧性。无机半导体纳米线（NW）和石墨烯、过渡金属二卤化物（TMDC）等2D材料也被应用于柔性光电探测器中。TMDC、IGZO和硅（Si）基材料已经实现了宽带光探测，通过利用不同的超结构（superstructure）或纳米结构进行表面“装饰”来增强对光的吸收。然而，利用上述材料实现的柔性光电探测虽然能够覆盖紫外、可见光和近红外，但对短波红外没有响应。上述光电探测器的响应时间超过毫秒，无法应用于柔性通信设备、生物标志检测等高速检测。

在本论文中，通过使用牺牲层将外延层从其原生衬底上剥离并将其转移到柔性主载体PET上，实现了峰值探测率为5.18×10¹¹cm的柔性InGaAs薄膜光电探测器，获得了工作波长为640至1700nm的大面积柔性光电探测器，其对1550 nm的短波红外的响应速度快到足以达到MHz响应水平。

这种柔性光电探测器的光电性能在弯曲状态下保持稳定。它将在从可见光到短波红外范围的新型生物集成光电系统、柔性消费电子产品和可穿戴传感器中发挥重要作用。