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化工仪器网 项目成果】 随着科技的不断进步，光电技术的应用日益广泛，从通信、医疗到消费电子等各个领域，光电器件都发挥着至关重要的作用。然而，随着应用领域的不断拓宽和深入，对光电器件的性能要求也越来越高。近年来，异质混合集成光电器件的研究成为了科研领域的热点，暨南大学物理与光电工程学院(理工学院)教授关贺元、副教授杨铁锋、教授卢惠辉领衔的光波导混合集成与微纳光电器件团队在异质混合集成光电器件研究领域取得新进展。相关成果发表于《激光与光子学评论》(Laser & Photonics Reviews)。
异质混合集成光电器件是指将不同材料、不同性质的光电器件通过特定的方式集成在一起，形成一个具有新功能、高性能的光电器件系统。这种集成方式能够充分发挥各种材料的优势，弥补单一材料的不足，从而实现更加高效、稳定的光电转换和探测。
在极端条件下，如强光、高温、高压等环境下，传统光电器件的稳定性和可靠性会受到严重影响。而异质混合集成光电器件则能够通过不同材料之间的互补作用，提高器件在极端条件下的稳定性和可靠性，从而满足更多复杂环境下的应用需求。
传统方法如减弱光强或增加自动增益控制虽能减轻致盲效应，但牺牲了器件的紧凑性。为解决这一难题，研究团队在前期关于混合集成实现高性能光电子器件的研究基础上，提出铁电BaTiO3和层状半导体MoS2异质混合集成策略，基于二次谐波产成(SHG)效应，显著提升了器件在
可见光及近红外波段的光响应，弥补了单一材料的不足。
优化后的器件在极低辐照下表现出高光响应度(17402 A/W)，高光电流(570 μA)及超大线性动态范围(152 dB)，性能位居层状半导体集成探测器前列。电场与光场协同调控实验结果揭示，BaTiO3与MoS2的互补作用是关键：BaTiO3的极化强度对电场和光场均敏感，能提供调控MoS2沟道的局域铁电场，调节其费米能级与电导率，进而增强电信号。
该进展不仅为光电探测领域提供了新的解决思路，也为光电芯片的发展开辟了新的道路。通过异质集成技术，可以实现包含发射、调制和检测在内的完整光子集成电路的晶圆级制造，为光电芯片在
光谱、增强现实、量子技术等新兴领域的应用提供了可能。
