中国半导体十大研究进展候选推荐（2020-010）——硅晶圆集成的单晶钙钛矿超快光电探测器

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工作简介

         ——硅晶圆集成的单晶钙钛矿超快光电探测器

光电探测器作为一种重要的光学元件，在光通信、光存储、智能感知等领域具有重要的应用。钙钛矿作为构建光电探测器的基础材料具有较长的载流子扩散长度、较高的载流子迁移率以及优异的光电转化效率等优势受到业界极大关注。然而，由于钙钛矿种晶在衬底上难以制备，高质量单晶钙钛矿在硅晶圆上的直接集成一直没有突破，成为其在钙钛矿器件领域广泛应用的主要瓶颈。

基于上述背景，清华大学微电子学研究所任天令教授团队提出一种优化的反溶剂方法（OAVC）。通过控制反溶剂的扩散速率，实现了CH₃NH₃PbBr₃单晶钙钛矿在硅晶圆上的直接集成。不仅显著改善了异质结之间的界面特性，而且弥补了钙钛矿在近红外区域光学吸收的不足。使用该异质结制备的光电探测器件实现了基本的成像功能，将探测波长拓宽至近红外区域（1064 nm），同时该探测器展现出很快的响应时间（520 ns），能够与当前商用Ge-FDG03光电探测器响应速度相媲美。本工作有望进一步实现单晶钙钛矿在多晶硅薄膜晶体管（TFT）背板上的直接生长集成，以制备更加稳定高效的光电探测器，从而推动集成钙钛矿基光电子技术的发展。

钙钛矿在硅晶圆上的直接集成及其相应的器件特性

相关研究成果于2020年2月6日以“Ultrafast Photodetector by Integrating Perovskite Directly on Silicon Wafer”为题发表在ACS Nano上。清华大学微电子学研究所任天令教授等为论文共同通讯作者，该研究成果得到了国家自然基金重点项目和科技部项目的支持。

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主要作者简介

通讯作者任天令，清华大学信息学院副院长，微纳电子系长聘教授，长江学者特聘教授，国家杰出青年基金获得者。

任天令教授致力于突破传统微电子器件技术的瓶颈，开展新型微纳电子器件及关键技术的研究，承担了国家自然科学基金重点项目、国家重大科技专项、973计划、863重点项目等多项重要科研项目。主要研究方向为智能微纳器件与集成系统技术，包括二维电子器件、新型存储器、微纳传感器与系统、柔性微电子器件与系统等。在国内外学术期刊和会议发表论文700余篇，其中SCI论文500余篇，包括Nature Electronics， Nature Communications，Energy & Environmental Science，Advanced Materials，ACS Nano，Nano Letters，IEEE Electron Device Letters，IEEE Journal of Solid-State Circuits等著名期刊，国际微电子领域顶级学术会议IEDM论文13篇；获得国内外发明专利70余项，荣获2018年中国电子学会自然科学一等奖等。担任IEEE电子器件学会副主席（中国大陆首次）、IEDM执行委员会委员（中国大陆首次）、爱思唯尔中国高被引学者、中国微米纳米技术学会理事、中国仪器仪表学会微纳器件与系统技术分会常务理事、IEEE Distinguished Lecturer、IEEE Transactions on Nanotechnology 和IEEE Journal of Electron Device Society编委等重要学术任职。

通讯作者杨轶，清华大学微纳电子系/微电子所副教授，博士生导师。

杨轶副教授主要研究方向为智能微纳电子器件与系统，包括集成谐振器件、二维纳电子器件、柔性电子器件与系统等。承担国家重点研发计划、国家重大科技专项、国家公益性行业科研专项、国家自然科学基金重点项目、973计划、863计划等10余项，取得了一系列具有国际影响的创新成果。在Nature Communications、ACS Nano、Nano letters、Nanoscale、EDL、TED、IEDM等国际重要学术期刊与会议发表论文200余篇，SCI总引用3000余次，授权发明专利20余项，获得2018年中国电子学会自然科学一等奖等。近年来担任国际电子器件会议IEDM、IEEE EDTM、IEEE ICSICT技术委员会委员，担任重要学术期刊Sensors、Frontiers、Nanotechnology and Precision Engineering编委等学术任职。

通讯作者田禾，清华大学微纳电子系/微电子所副教授，博士生导师。

田禾副教授围绕二维层状材料，在智能石墨烯声学器件与系统领域取得了一系列创新性成果。主持国家自然科学基金面上项目、教育部霍英东青年教师基金、中国科协青年人才托举工程、北京市自然基金青年项目、清华大学人才引进启动经费科研项目等7项。申请人以第一作者/通讯作者身份发表SCI论文64篇（篇均影响因子8.12）、EI论文13篇，其中3篇论文发表在Nature子刊Nature Communications，20篇论文发表在IF>10的纳米领域顶级刊物ACS Nano、Nano Letters、Advanced Materials、Nano Today、Advanced Functional Materials、Small，11篇发表在器件领域顶级刊物IEEE EDL、IEEE T-ED及器件领域顶级会议IEDM，H因子36，论文SCI总他引3866次（Web of Science），获得2018年中国电子学会自然科学一等奖等。担任期刊Frontiers in Sensors、Sensors、Actuators编委等重要学术任职。

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原文传递

详情请点击论文链接: https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.9b06345

《半导体学报》简介：

《半导体学报》是中国科学院主管、中国电子学会和中国科学院半导体研究所主办的学术刊物，1980年创刊，首任主编是王守武院士，黄昆先生撰写了创刊号首篇论文，2009年改为全英文月刊Journal of Semiconductors（简称JOS），同年开始与IOPP英国物理学会出版社合作向全球发行。现任主编是中科院副院长、国科大校长李树深院士。

2016年，JOS被ESCI收录。

2019年，JOS入选“中国科技期刊卓越行动计划”。

“中国半导体十大研究进展”推荐与评选工作简介：

《半导体学报》在创刊四十年之际，启动实施 “中国半导体年度十大研究进展”的推荐和评选工作，记录我国半导体科学与技术研究领域的标志性成果。以我国科研院所、高校和企业等机构为第一署名单位，本年度公开发表的半导体领域研究成果均可参与评选。请推荐人或自荐人将研究成果的PDF文件发送至《半导体学报》电子邮箱：[e-mail]，并附简要推荐理由。被推荐人须提供500字左右工作简介，阐述研究成果的学术价值和应用前景。年度十大研究进展将由评审专家委员会从候选推荐成果中投票产生，并于下一年度春节前公布。

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