近日，《Nano Energy》（IF=17.6）刊發了上海交通大學物理與天文學院王輝教授課題組題為“Giant Lateral Photovoltaic Effect in Ag/Porous Silicon/Si Structure for High-performance Near-Infrared Detection”的論文，這項研究極大提升了近紅外光電探測器的性能指標，在超高靈敏度近紅外光電傳感器開發方面具有潛在的應用價值。
側向光伏效應展現出光電壓隨激光位置的靈敏變化，在光電探測、成像、光譜學、生物傳感和環境監測等多個領域有著廣泛應用。其中，近紅外探測器由于其固有的穿透生物組織和大氣的能力而在多個領域有著獨特的作用。然而，與常見的可見光相比，近紅外光譜中的光子能量較低，在激發大量光生電子方面面臨挑戰，是近紅外光電轉換與探測的一個難點。
圖1 Ag/Porous Silicon/Si結構的側向光伏效應測試曲線
圖2 Ag/Porous Silicon/Si結構中的等離激元耦合和表面增強拉曼信號放大
在這項工作中，王輝教授課題組設計了一種新的Ag/Porous Silicon/Si結構，結合Ag表面的局域等離子體共振及耦合，成功獲得了高于700 mV/mm的近紅外側向光伏效應靈敏度，這比常見結構在近紅外波段的靈敏度高1~2個數量級，甚至高于大多數相關器件在可見光波段的靈敏度，為近紅外波段高靈敏度半導體光電探測器和生物傳感器的開發提供了一個新的技術路線。
上海交通大學物理與天文學院博士研究生胡蘇、碩士研究生鮑鵬為本文的共同第一作者，王輝教授為通訊作者。
文章鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.109167
