您认为低维光电探测器件现存的挑战和问题有哪些?未来的发展趋势如何?您的团队有哪些关于该方向的计划呢?在光电探测方面,传统的薄膜半导体(如Si、InGaAs、HgCdTe等)一直占据着市场的主导地位。以二维材料和纳米线为代表的低维材料因其小尺寸特征和非凡的物理性质,在光电探测领域具有很大的应用前景。当然,低维光电探测器也面临着很大的挑战,如低维材料的尺寸与光的波长不匹配问题、极紫外和中红外波段探测材料缺乏问题、大面积阵列构筑问题和现有薄膜半导体材料集成问题等。下一代光电探测器正朝着室温、多波段、超灵敏、超小像元、超大面阵的方向发展,迫切需要新材料和新结构。我的课题组未来会更多地关注具有宽带隙的二维氧化物半导体材料和窄带隙的二维过渡金属硫族化合物材料,特别是具有低对称结构的二维材料。围绕这类材料的可控制备,结构和能带工程,及深紫外光电探测、中远红外光电探测和偏振光电探测等器件的构筑开展深入研究。您认为各向异性二维原子晶体材料在制备光电子器件的最大特色是什么呢?未来可能的研究与应用趋势又在哪些方面呢?与各向同性的二维晶体材料(如石墨烯和MoS2)相比,各向异性二维晶体材料多一个平面内的自由度,所以它们的性质更加丰富多彩,在构筑多功能光电器件方面极具优势。当然,目前各向异性二维晶体材料的器件化应用还有若干问题有待解决,比如:现有生长方法所得各向异性二维材料的晶格取向仍很随机,无法构筑大面积阵列偏振探测器。不仅如此,现有各向异性二维材料的各向异性比(包括光学吸收和电学输运)仍然较小,不足以构筑真正意义上的偏振光电成像系统。因此,我认为开发具有大各向异性比的新型低对称二维材料体系,并实现其大面积晶格取向可控制备,是未来该领域的研究重点。此外,通过应力调控材料结构或与等离子体激元结构结合,来增大二维材料的各向异性比也是一个研究方向。您的团队在InfoMat上发表了一篇题为‘Controllable growth of type-II Dirac semimetal PtTe2 atomic layer on Au substrate for sensitive room temperature terahertz photodetection’的原创性文章。请问您的灵感来源是什么呢?从想法到最终实现高性能的光电探测器件,您认为最大的困难是什么?二维PtTe2是一种具有独特的II型狄拉克锥能带结构的半金属材料,在太赫兹探测方面具有很好的应用前景。然而,该材料的可控制备一直是个挑战,我们也尝试过在很多不同衬底上生长PtTe2材料,均以失败告终。期间,我们意外地发现利用金基底生长PtTe2时,在很低的生长温度下金基底便会熔成小球,金属相图证实碲能够与金形成二元低共熔体,从而降低其熔点。这为我们通过改变碲量实现固态和熔融金基底表面PtTe2的控制生长思路提供了灵感。对固态和熔融金基底的精确控制是本工作的一大挑战,杨阳同学以一丝不苟的态度、坚持不懈的精神进行实验,使得最初的设想有幸实现。此外,PtTe2太赫兹光电探测部分得到了中科院上海技术物理研究所的王林研究员和学生的大力支持,特别感谢。也感谢InfoMat接收和发表我们的工作。