原位硒化构筑双肖特基异质结：高速宽带光子通信探测器阵列的新架构

为解决二维过渡金属二硫化物WSe2/三维半导体异质结界面缺陷问题，研究人员通过GeSi扩散阻挡层策略结合双温区原位硒化技术，实现了WSe2/GeSi/Ge探测器阵列的可控制备。该器件在1550 nm处展现5.61 A/W响应度和3.77×1012 Jones探测率，0.15/1.1 μs超快响应，兼具偏振探测（二向色比83.4）和高速数据传输功能，为宽谱高速二维/三维器件集成提供了新范式。

　　

这项突破性研究展示了如何通过巧妙的材料工程解决二维材料集成中的关键瓶颈。科研团队采用锗硅(GeSi)扩散阻挡层介导的界面工程策略，配合双温区原位硒化技术，在GeSi/Ge衬底上实现了高质量二硒化钨(WSe₂)薄膜的可控生长。通过激光直写光刻技术制备的8×8阵列探测器展现出令人惊艳的性能：探测范围覆盖532 nm至2200 nm的宽光谱，在通信波段1550 nm处获得5.61安培每瓦(A/W)的响应度和3.77×10¹² Jones的比探测率。

独特的双肖特基结构赋予器件双重指数衰减特性，实现0.55/2.85 μs和0.15/1.1 μs的超快响应，以及234 kHz和374 kHz的高3-dB截止频率。更令人振奋的是，该器件同时实现了短波红外高分辨成像、偏振探测（1550 nm处二向色比达83.4）和高速数据传输三大功能，完美克服了传统转移工艺的界面缺陷限制。这项研究为宽光谱高速二维/三维器件的原位大规模集成建立了技术范式，在光通信、红外成像和偏振探测等领域展现出广阔应用前景。