我國寬光譜響應調控量子點探測材料及其異質堆疊集成技術研究正在持續(xù)深入

　　2024年8月，我國工信部發(fā)布國家重點研發(fā)計劃“新型顯示與戰(zhàn)略性電子材料”重點專項2024年度項目申報指南，將寬光譜響應調控量子點探測材料及其異質堆疊集成技術列入，提出突破寬光譜量子點材料吸收特性調控等技術瓶頸，突破異質堆疊結構縱向分光并行讀出技術。

 

　　寬光譜響應調控量子點探測材料

 

　　異質結量子點是特殊的半導體納米材料，具有帶隙可調、能級分布可控特點，在光電探測領域應用潛力大。例如，量子點紅外探測器具有響應速度快、可響應垂直入射光、有效載流子壽命長、探測效率高等優(yōu)點。

 

　　根據新思界產業(yè)研究中心發(fā)布的《2025-2030年中國寬光譜響應調控量子點探測材料及其異質堆疊集成技術行業(yè)市場深度調研及發(fā)展前景預測報告》顯示，可以探測紫外到紅外波段的光電探測器在生產、生活中發(fā)揮重要作用，傳統(tǒng)制備方法存在制備工藝復雜、成本高、設備噪聲較大、體積大、部分波段探測靈敏度不足等問題，對其市場發(fā)展形成一定限制。異質結量子點探測器可以實現(xiàn)深紫外到近紅外波段的高靈敏度探測，是一種寬光譜響應調控量子點探測材料。

 

　　寬光譜響應調控量子點探測材料可以實現(xiàn)多光譜成像。多光譜成像能夠同時獲得光譜特征與空間圖像信息，用途廣泛，但由于需要集成多個單波段成像儀，其光學系統(tǒng)結構復雜、尺寸大、成本高。寬光譜響應調控量子點探測材料可以避免這一問題，實現(xiàn)高性能、低成本多光譜成像，簡化光學系統(tǒng)結構，因此研發(fā)熱情高。

 

　　從研究成果來看，我國大連民族大學團隊通過構建CsPbI3鈣鈦礦量子點與PbS量子點異質結，高效CsPbCI3:Cr3+，Ce3+，Yb3+，Er3+鈣鈦礦量子點量子剪裁聚光器，實現(xiàn)深紫外到近紅外II區(qū)的全光譜（200-1700nm）高響應靈敏度、優(yōu)異穩(wěn)定性的寬帶光電探測器，相關成果發(fā)表于《Light: Science & Applications》。

 

　　量子點探測材料異質堆疊集成技術

 

　　復雜場景探測對成像芯片的性能要求日益提高，為進一步提升量子點探測材料的抗干擾性、響應能力、信號讀出效率等性能，異質堆疊集成技術得到應用。量子點探測材料異質堆疊集成技術可以結合不同量子點材料的特性，克服單一材料的局限性，最終實現(xiàn)多波段探測性、多波段信號同步讀出性、響應速度、探測靈敏度等性能提升，以滿足復雜場景探測需求。

 

　　新思界行業(yè)分析人士表示，從研究成果來看，中國科學院上海微系統(tǒng)所采用“搭積木”式混合集成策略，將III-V族半導體量子點光源與CMOS工藝兼容的碳化硅（4H-SiC）光子芯片異質集成，構建出新型混合微環(huán)諧振腔，實現(xiàn)了單光子源的片上局域能量動態(tài)調諧，并通過微腔的Purcell效應提升了光子發(fā)射效率。總的來看，我國寬光譜響應調控量子點探測材料及其異質堆疊集成技術研究正在持續(xù)深入。

 

關鍵字： 量子點探測材料 異質堆疊集成