从“性能突破”到“按需定制”:钙钛矿光电探测器走向应用新范式。
光电探测器是光通信、成像、工业控制、智能交通和人工智能等领域的核心器件。长期以来,硅、InGaAs 等传统无机半导体凭借成熟的材料体系、稳定的制造工艺和可靠的长期运行表现,牢牢占据主流应用市场。然而,随着可穿戴设备、航空航天、自动驾驶和类脑智能等新兴应用的兴起,光电探测器正面临前所未有的挑战:这些场景不仅要求更高的灵敏度和响应速度,还对器件的形态、选择性、多维信息获取能力以及系统级集成提出了高度定制化的需求。传统“标准化探测器+外部光学或算法模块”的解决路径,正逐渐暴露出体积庞大、结构复杂、成本上升等问题。近年来,金属卤化物钙钛矿光电探测器在响应度、探测率和响应速度等核心性能指标上取得了跨越式进展,部分指标甚至已超越商用硅探测器。然而,其可靠性、稳定性和一致性仍然制约着其在传统应用中的直接替代。正是在这一背景下,“为特定应用量身定制”的钙钛矿光电探测器,被认为是推动其走向实际应用和商业化的重要突破口。
在此,苏州大学李亮教授联合马来西亚理工大学Abd. Rashid bin Mohd Yusoff教授发表了综述文章中,系统回顾了钙钛矿光电探测器从标准化器件到高度定制化器件的发展历程。文章首先梳理了传统光电探测器的应用需求与局限,随后详细总结了钙钛矿光电导型、光二极管型和光晶体管型探测器在性能层面的持续突破。在此基础上,重点讨论了多种新兴的定制化钙钛矿光电探测器,包括形状定制、选择性探测、多维信息探测、动态追踪以及类脑视觉传感器等方向。作者指出,钙钛矿材料独特的低能量合成、溶液可加工性和缺陷容忍特性,使其在“低成本、高自由度定制”方面具备不可替代的优势,但稳定性、器件一致性及工艺兼容性仍是未来亟待解决的关键问题。相关成果以“”为题发表在《Nature Electronics》上。
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