摘要：红外光电探测具有抗干扰性强、目标识别能力强、全天候工作、隐蔽性好等特点，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域都发挥着越来越重要的作用。其中无需外部额外电源即自主运行的自驱动型光电探测芯片因其独特的性能（如能量独立性，高灵敏度和稳定性等）在红外探测领域引起了广

红外光电探测具有抗干扰性强、目标识别能力强、全天候工作、隐蔽性好等特点，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域都发挥着越来越重要的作用。其中无需外部额外电源即自主运行的自驱动型光电探测芯片因其独特的性能（如能量独立性，高灵敏度和稳定性等）在红外探测领域引起了广泛的关注。本工作报告了一种基于半导体石墨烯纳米带/氧化铝/单晶硅的新型p-i-n异质结型自驱动短波红外光电探测芯片。在异质界面所触发的的光门控效应和内置电场的共同作用下，芯片展示了零偏压下的超高响应和探测性能。该光电探测芯片在自驱动模式时响应率高达75.3 A/W，检测率为 7.5×1014 Jones，外量子效率接近104%，将同类型硅基芯片的检测性能提高了创纪录的7个数量级。此外，在常规驱动模式下，芯片的响应率、检测率、外量子效率同样高达843 A/W、1015 Jones和105%，均为目前所报道的最高值。同时，我们还展示了该光电探测芯片在光通信和红外成像领域的真实场景应用，体现了巨大的应用潜力。

团队介绍

李虎教授团队隶属于山东大学集成电路学院，聚焦半导体石墨烯电子器件、高性能光电传感器及先进芯片封装技术等前沿领域。团队在自驱动红外光电探测芯片研发方面取得重要进展，相关成果发表于Applied Physics Reviews、Nature Communications、Nano Letters等高水平期刊，累计发表学术论文100余篇，获授权专利16项，参与编写海外出版专著3部。团队承担科技部、瑞典国家研究理事会、省科技厅等国家级和省部级项目二十余项，注重产学研融合与国际化合作，与瑞典乌普萨拉大学、英国曼彻斯特大学等国际知名院校保持紧密合作，积极推动集成电路领域创新人才培养与技术创新。

文章信息

Superior self-powered infrared photodetector via semiconducting graphene-nanoribbons-based vertical heterojunctions

Yu Sun; Mingyang Wang; Xiaoxiao Zheng; Ziheng Li; Nan Han; Muyang Li; Zeyuan Wang; Lei Han; Yafei Ning; Sabeen Fatima; Klaus Leifer; Hu Li; Aimin Song

Appl. Phys. Rev. 12, 021404 (2025)

来源：AIPP学术

来源：石墨烯联盟