近日，我院能量转换材料与器件课题组在柔性硅基硫化镉异质结光电探测器研究方面取得新进展，相关工作“Enhanced broadband photosensing and wavelength-resolved imaging via the piezo-pyroelectric effect in flexible CdS/pyramid-Si heterojunction”发表在《Nano Energy》（2025，137，110818），2023级硕士研究生江海杨为论文第一作者，乔双教授为通讯作者。
异质结界面在调控光电探测器（PD）的关键性能中扮演着决定性角色，通过协同利用压电与热电极化效应能够显著调控界面能带结构，从而优化光生载流子的动力学过程。本工作成功开发了一种基于高质量柔性CdS/paramid-Si异质结的自驱动PD，该器件展现出从405 nm至1064 nm的宽波段响应光谱，并在零偏压下实现了0.37 A/W的响应度（R）。CdS层中的热释电效应显著加速了界面载流子分离过程，使R值提升至2.56 A/W，增幅高达591.9%。同时，器件还表现出86.4/96.3 µs的超快响应时间。基于热释电效应的独特调制机制，团队提出了一种新型双模成像系统，可同时实现光伏和热释电响应成像，显著提升了成像质量与波长分辨率。进一步施加外部压力可引入压电效应，优化能带排列并协同调控光伏和热释电效应。通过多重效应协同作用，器件最高R值达到3.16 A/W，相对提升幅度达754%。此外，压电效应还进一步增强了成像亮度和色彩分辨率。该研究充分展示了压电与热释电效应在增强CdS/Si异质结PDs光电响应方面的巨大潜力，为高性能波长分辨光学成像应用提供了新的技术途径。
该工作得到了国家自然科学基金委、河北省自然科学基金和河北省科技计划项目等经费的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.110818
