近日，復旦大學資訊科學與工程學院研究員萬景團隊在光電探測領域的核心半導體器件研發中取得一系列突破性成果。相關成果分別發表於高水平SCI期刊《先進功能材料》（Advanced Functional Materials） (IF: 15.6; 10.1002/adfm.201906242)，及半導體器件領域頂級期刊《IEEE電子器件快報》（IEEE Electron Device Letters）（10.1109/LED.2019.2892782 與 10.1109/LED.2019.2908632）。

只對波長敏感的光電探測

萬景與微電子學院研究員包文中合作，將新穎的半導體器件機理與新型二維材料結合，研發出具有特殊功能的多種新型半導體光電探測器。成果發表於《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）。

傳統光電探測器對光強敏感，輸出電流或電壓受光強調控。而萬景率先提出一種基於多個光電柵極的新型探測器結構。通過結合多光電柵極調控的新器件機理和新型二維材料的特殊光電吸收特性，其團隊成功實現了一種只對波長敏感的光電探測器。由於新型探測器獨特的波長敏感特性，在頻譜分析，波長校準，熒光檢測和火焰溫度探測等領域都具有巨大的應用潛力。

此外，由萬景發明新型的介面耦合光電探測器（ICPD）首次將絕緣層上矽中獨特的介面耦合效應用於大幅增強光電探測靈敏度。其團隊進一步將此機理應用於絕緣層上矽/二維材料的異質器件中，實現了響應頻譜調控功能，相關成果發表於《IEEE電子器件快報》（IEEE Electron Device Letters），器件可應用於多波段光電探測成像。

圖1 (a)新型波長探測器及其(b)對光強和波長的響應特性； (c)介面耦合光電探測器及其(d)響應頻譜特性

實現了單電晶體主動畫素的新型原位光電子感測器

在影象感測器領域，傳統的CMOS影象感測器使用主動畫素陣列作為核心感測部件。為了實現主動畫素的光電轉換，電荷積分，訊號放大和隨機選通的功能，每個畫素單元中需要使用多個元件。這造成其結構複雜，整合密度和量子效率低下。萬景在絕緣層上矽的襯底中發現了其獨特的襯底深耗盡物理效應並應用於影象感測，發明新型原位光電子感測器（PISD）。此後，其與資訊科學與工程學院教授蔣玉龍合作，進一步基於先進大規模積體電路製造工藝成功實現該器件。相關成果作為雜誌封面報道發表於《IEEE電子器件快報》（IEEE Electron Device Letters）。審稿人將之評價為“影象感測領域的革命性創新”。