天津大学刘晶、北京大学孙栋等最近对半金属材料在高性能光电探测器中的应用进行总结和展望，对半金属光电探测器中的暗电流较大等缺点和问题进行总结，并尝试通过拓扑效应克服其缺点。

本文要点

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作者对半导体光电探测器和半金属光电探测器的性能进行比较，由于窄带隙半导体材料制作的探测器中由于固有的缺陷，比如较小带隙引入了暗噪声现象。相比而言，半金属材料在能耗，响应速度等方面有一定优势，但是同样有暗噪声问题。作者认为半金属光电探测器的发展能够在拓扑材料的开发、光电探测器的结构、材料拓扑结构的构建、量子自由度的调控等方面。这种拓扑效应能够通过对手性、量子几何效应、表面态等作用的应用改善光电探测器的性能。比如韦尔半金属中的拓扑效应能通过提高电流响应改善光电探测器的性能。

参考文献

Liu, J., Xia, F., Xiao, D. et al. Semimetals for high-performance photodetection. Nat. Mater. (2020).

DOI：10.1038/s41563-020-0715-7

https://www.nature.com/articles/s41563-020-0715-7