近日，物理与光电工程学院物理学系光电材料与器件团队博士生卢月恒、詹镇业在《ACS Photonics》 （中科院物理1区）上发表了题为 “Defect-Mediated Exciton Dissociation in α-In2Se3 for Photodetection with High-Efficiency Carrier Collection”的研究成果。该成果入选Editors' Choice（入选率低于1%）。 周洋老师和谢伟广教授为通讯作者。
图1 文章发表页面截图
激子解离作为光激发与光电流产生的关键桥梁，是高效光电转换的关键过程，也是优化光探测性能的有效手段。与传统界面工程方法不同，缺陷介导调制提供了一种通过改变局部电子结构来影响激子动力学的内在方法。本研究通过氧等离子体处理，在α-In2Se3中精准调控硒相关缺陷的形成，结合温度依赖与激光功率依赖的光致发光光谱分析，证实可控引入的空位可有效促进激子解离，产生更多自由载流子。
进一步地，通过合理设计器件结构，研究揭示了载流子在生成、复合与传输过程中的动态竞争机制。在此基础上，团队构建了一种基于缺陷工程的同质结器件，显著优化了电荷分离效率，使光探测器件表现出优异性能，这些性能提升源于缺陷辅助的激子解离与优化的电荷传输路径之间的协同效应，缺陷在促进激子分离的同时仍保持高效的载流子收集效率。本工作提出了一种通过可控缺陷工程提升二维半导体光电探测器性能的可靠方法，为高效载流子收集的器件设计提供了创新思路。
图2 文章的ToC图
致谢：国家自然科学基金项目（62174072、52402187）。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acsphotonics.5c01977