ZrS3/p-GaN异质结双波段偏振光电探测器及其在光学信息加密与生物成像中的应用

本综述创新性地构建了ZrS3/p-GaN二维-三维异质结光电探测器，实现了紫外-可见双波段探测与偏振敏感响应（偏振比2.0@490 nm）。该器件结合GaN的强紫外吸收与ZrS3的面内光学各向异性，突破了传统三维光电探测器的功能局限，并通过卷积神经网络（CNN）实现了偏振加密图像98%识别率的精准解密，为多维智能光电器件在生物传感与光学加密领域的应用提供了新范式。

　　

Highlight

结果与讨论

p-GaN衬底的结构示意图如图S1所示。通过机械剥离块体单晶获得的ZrS₃纳米片被堆叠在p-GaN表面。图1a展示了光电探测器的结构示意图，图1b为器件的光学显微镜图像。通过拉曼光谱（图1c）确认了ZrS₃与p-GaN的组成：ZrS₃层在150.7 cm^?1（A_g³）、281.3 cm^?1和321.3 cm^?1处显示出特征拉曼峰，与先前报道的振动模式一致。

结论

综上所述，通过将二维ZrS₃与p型GaN结合构建II型能带对齐异质结，我们成功开发出一种可探测紫外至可见光范围的双波段光电探测器。凭借ZrS₃固有的面内各向异性，该器件在490 nm附近表现出显著的偏振敏感性。利用这些特性，我们设计并实现了成像与光通信系统，验证了其在多维光信息处理中的实用潜力。