2024年8月16日，红外科学与技术重点实验室的王旭东副研究员团队在多维光学信息获取技术方面取得了重要突破，提出了一种创新的非对齐单极势垒光电探测器（misaligned unipolar barrier photodetector，简称MUBP），为多光谱和偏振检测的集成化提供了实用方案。这一研究成果以“Multi-dimensional optical information acquisition based on a misaligned unipolar barrier photodetector”为题，发表在《自然·通讯》（Nature Communications）杂志上。
红外光电探测器在夜视、天文学、光通信、健康监测和遥感等众多领域中发挥着至关重要的作用。随着技术的不断进步，红外光电探测器的发展逐渐向集成化和智能化方向迈进。实现这一目标的关键在于利用单个探测器获取目标的多维光学信息，包括强度、光谱和偏振等。然而，将光谱检测与偏振检测集成到单一红外光电探测器中，面临着工艺和性能上的诸多挑战。
王旭东副研究员团队提出的非对齐单极势垒光电探测器（MUBP）结构，通过精准的能带工程设计，采用两端势垒结构，成功实现了偏压可切换的双光谱检测。这种设计的优势在于，与传统的三端器件相比，MUBP不需要额外的公共电极，具有结构简单、制作工艺简便和填充因子高等优点，极大地提升了探测器的集成化水平。
在材料选择上，研究团队利用各向异性半导体材料黑磷（bP）和黑砷磷（b-AsP）作为吸收层，并以二硫化钼（MoS₂）作为势垒层。实验结果表明，该光电探测器能够在正向偏压和反向偏压下分别对目标的偏振和光谱进行有效检测。通过两个具有不同截止波长的吸收层，MUBP实现了双光谱检测，同时在室温下展现出良好的黑体响应性能。这一成果在双光谱红外光电探测器的远程温度测量方面展现出更高的准确性和可靠性，进一步证明了其在实际应用中的潜力。
该研究成果由中国科学院上海技术物理研究所、国科大杭州高等研究院和复旦大学共同完成。王旭东副研究员、复旦大学的陈艳青年副研究员及王建禄教授为论文的共同通讯作者，张书魁博士后和焦韩雪博士后为论文的第一作者。研究团队表示，未来将继续深入探索多维光学信息获取技术，为推动光电探测器的发展做出更大的贡献。
总的来说，王旭东副研究员团队的这一创新研究不仅为红外光电探测器的集成化和智能化发展开辟了新路径，同时也为多维光学信息获取技术的进一步研究奠定了基础。随着这一技术的不断完善和应用，预计将在多个领域带来革命性的变化，推动相关技术的进步和应用的拓展。
