范德瓦尔斯隧道二极管

光谱仪面积1/100

利用MoS2/黑磷范德瓦尔斯异质结的电可调光谱响应，实现单器件宽带光谱探测，无需传统光栅或探测器阵列。

Uddin, Md Gius · Das, Susobhan · Shafi, Abde Mayeen · 王磊 · Cui, Xiaoqi · Ahmed, Faisal · Liapis, Andreas C. · 蔡伟伟 · Yang, Zongyin · Lipsanen, H. · Hasan, Tawfique · Yoon, Hoon Hahn · Sun, Zhipei

Nature Communications 2024

参数信息

峰值波长精度

2 nm

工作带宽

500-1600 nm

器件面积

30×20 μm²

技术优势

无需色散元件

用单个范德瓦尔斯异质结二极管的电可调光响应代替光栅、探测器阵列等复杂组件，大大简化了光谱仪结构。

尺寸缩小百倍

在约30×20 μm²的器件上实现宽带光谱探测，相比传统台式光谱仪大幅缩小体积，为片上集成和便携应用提供可能。

宽带高精度

在500–1600 nm宽波段内峰值波长精度约2 nm，覆盖可见到近红外范围，适合多种光谱分析任务。

应用场景

• 片上光谱仪：单二极管结构可直接集成到光子芯片上，省去光栅和探测器阵列。
• 微型光谱成像：微米级尺寸与宽带响应适合集成到成像系统，实现小型化光谱成像。
• 可植入光谱传感：微小尺寸和宽带探测能力可植入体内，用于组织光谱分析。
• 环境光谱监测：便携式宽带光谱仪可用于现场环境监测，无需大型设备。
• 便携式光学分析：紧凑结构适合手持式光学分析仪器，实现现场快速物质识别。