红外光探测器的发展主要受到目前现有材料种类、晶体生长过程有较高难度的限制，此外，在传统的III-V和II-IV半导体红外光探测器中，热激发载流子需要在低温中进行。新加坡科技研究局（A*STAR）材料研究与工程研究院（IMRE）滕京华等报道基于WS₂/HfS₂材料中激发的层间激子用于红外光检测，并实现了在室温和更高温度中检测的功能。作者发现在室温中能够操作，并且当在更高温度中测试能展现提高的性能，这是由于其更高的激子结合能、光子辅助的光学跃迁导致。WS₂/HfS₂异质结中的独特能带对齐现象（band alignment）使得层间能带的调节范围覆盖了中波红外~长波红外。作者猜测大量的离域电荷和层间激子聚集在界面上，是导致层间激子的振子强度大量提高的原因，并提高了光探测器的探测性能。这项工作对二维材料厚度有变化的层间激子和外加电场为室温红外探测提供了非常好的平台。

 本文要点：

（1）

在外加电场作用中，基于WS₂/HfS₂异质结结构的红外光探测器展现了达到20 μm的探测范围，这个范围高于黑磷/黑AsP异质结材料的截至波长。通过能带对齐/轨道杂化作用，实现了较强的红外光可探测性。该项研究为这种异质结二维材料中的层间激子用于红外光探测器、光电发射器等提供了见解和技术示范。

参考文献

Lukman, S., Ding, L., Xu, L. et al.

High oscillator strength interlayer excitons in two-dimensional heterostructures for mid-infrared photodetection, Nature Nanotechnology 2020

DOI：10.1038/s41565-020-0717-2

https://www.nature.com/articles/s41565-020-0717-2