記者近日從合肥工業(yè)大學(xué)獲悉，該校首次制備出大晶粒非層狀結(jié)構(gòu)的硒化鎳薄膜，并成功將其構(gòu)筑為光探測器陣列，為新一代柔性圖像傳感器的研發(fā)提供了新的方法。相關(guān)成果日前發(fā)表在國際材料領(lǐng)域權(quán)威期刊《先進(jìn)材料》上。

未來可穿戴智能設(shè)備要求圖像傳感器具有柔性，可以彎曲折疊，而目前在數(shù)碼相機(jī)中廣泛應(yīng)用的集成圖像傳感器，由于其硅基底不具有柔性，難以滿足未來需求。而柔性低維材料被認(rèn)為是硅基底的理想替代者。

該校材料科學(xué)與工程學(xué)院王敏教授和陳翌慶教授團(tuán)隊(duì)與韓國成均館大學(xué)科研人員合作，提出了一種新的界面限域外延生長方法，成功制備出高質(zhì)量大晶粒非層狀結(jié)構(gòu)硒化鎳薄膜。課題組通過硒化鎳微米帶陣列的圖形化生長，構(gòu)筑高性能且均勻性好的光探測器陣列，為柔性圖像傳感器的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

據(jù)介紹，由于這種新型材料薄膜的晶粒達(dá)到微米尺度，晶粒間的晶界減少，顯著降低了晶界對載流子的散射，從而大幅提高了光探測器的響應(yīng)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于微米尺度晶粒的高質(zhì)量硒化鎳薄膜所制備的光探測器，每瓦光照可以獲得150安培的電流，其響應(yīng)度比納米尺度晶粒的薄膜提高了4個(gè)量級(jí)。

“非層狀結(jié)構(gòu)材料在自然界廣泛存在，但由于其缺乏內(nèi)在各向異性生長的驅(qū)動(dòng)力，這一結(jié)構(gòu)材料的薄膜生長很難實(shí)現(xiàn)。”王敏教授介紹說，這一成果攻克了非層狀結(jié)構(gòu)材料薄膜生長難題，可以應(yīng)用于更多種類的相關(guān)材料。同時(shí)，這種材料在光探測器陣列的構(gòu)筑方法、制備和加工工藝方面與目前廣泛采用的傳統(tǒng)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體電子學(xué)相兼容，更加有利于其實(shí)際應(yīng)用。

原標(biāo)題：新材料讓圖像傳感器“身段”變?nèi)彳?/p>