MoS₂/VO₂结型场效应晶体管

无介质低功耗光探测

无需介质层，利用范德华界面和可调耗尽区实现高灵敏、低噪声、快速光响应。

Wu, Jingyuan · Zhaoyang, Wen · Bingbo, Guo · Wu, Yuyang · Wang C. · 吴良才 · 张彤 · 车仁超

Advanced Materials 2025

具体参数

比探测率

{'zh': '10¹²', 'en': '10¹²'} Jones

响应度

{'zh': '10³', 'en': '10³'} A W^-1

上升时间

{'zh': '8', 'en': '8'} µs

下降时间

{'zh': '10', 'en': '10'} µs

亚阈值摆幅

{'zh': '80', 'en': '80'} mV dec^-1

栅极滞后

{'zh': '10', 'en': '10'} mV

技术优势

响应快到微秒级

载流子传输增强带来8 µs上升和10 µs下降时间，比多数二维材料光电晶体管快一个量级，可满足高速光通信需求。

噪声低到10¹² Jones

比探测率高达10¹² Jones，意味着器件能从噪声中分辨极微弱的光信号，适合远距离或弱光探测。

高温下自供电工作

利用不对称范德华异质结增强的内建电场，器件在高温下无需外加偏压即可产生光电流，降低了系统功耗。

擦写快且不留痕

栅极滞后仅10 mV，亚阈值摆幅80 mV dec⁻¹，使器件在低电压下快速开关，适合低功耗逻辑和编码应用。

应用场景

• 光通信：将电信号编码为光信号，用于加密通信中的光发射与调制。
• 光电探测器：提供高灵敏、快速、低噪声的光探测核心器件。
• 柔性光电器件：二维材料可转移至柔性衬底，用于可穿戴或曲面光电器件。
• 物联网传感器：自供电和低功耗特性适合物联网节点中的光传感。