【摘 要】
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随着信息技术的快速发展,光电探测器的功能集成化发展趋势已不可避免。二维材料由于超薄的结构、丰富的物理性质和强的光物质相互作用等特性为光电探测器的发展带来了新的机遇。在众多二维材料中,新兴的二维PdSe2半导体兼具宽的可调带隙（0～1.3 e V）、高的载流子迁移率(＞1000 cm~2 V-1 s-1)、强的各向异性和可调的双极性等优点,不仅为光电性能的调控提供了新的维度,也为光电器件的功能集成创
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随着信息技术的快速发展,光电探测器的功能集成化发展趋势已不可避免。二维材料由于超薄的结构、丰富的物理性质和强的光物质相互作用等特性为光电探测器的发展带来了新的机遇。在众多二维材料中,新兴的二维PdSe2半导体兼具宽的可调带隙（0～1.3 e V）、高的载流子迁移率(＞1000 cm~2 V-1 s-1)、强的各向异性和可调的双极性等优点,不仅为光电性能的调控提供了新的维度,也为光电器件的功能集成创造了有利条件。因此,二维PdSe2半导体在多功能光电探测领域表现出极大的应用前景。基于此,本文主要围绕二维PdSe2半导体的光电探测与器件功能集成展开研究,主要的研究内容和结果如下:（1）二维PdSe2纳米片的取向可调偏振光电探测。偏振拉曼光谱和反射差分谱揭示了PdSe2纳米片的晶体取向和强的光学各向异性。角分辨的电输运测试揭示了PdSe2纳米片强的电学各向异性,电子迁移率的各向异性比达到8.9。此外,PdSe2纳米片还表现出优异的偏振光电探测性能,在532 nm和369 nm波段的偏振光响应比分别达到1.8和2.2,且偏振光响应的极化取向相差90°,实现了取向可调的高灵敏度偏振光电探测器。（2）二维PdSe2/MoTe2范德华异质结的可重构光伏探测。在980 nm光照下,PdSe2/MoTe2异质结在内建电场作用下实现了自驱动光伏探测,表现出低至0.4μs的超快响应速度和高达10~5的光开关比。此外,通过不同极性的栅压调控还实现了PdSe2/MoTe2异质结的能带耦合类型在II型和III型间的可逆转变,使器件表现出可重构的正负光伏特性。正负光伏响应度分别达到22 m A W-1和-34 m A W-1,填充因子高达58.4%,且该特性适用于365～980 nm的宽光谱范围,实现了高性能的可重构光伏探测。（3）二维PdSe2/MoTe2异质结器件的感算一体图像传感。在正负光伏效应的基础上,PdSe2/MoTe2异质结在不同波段的正负光响应不仅随光功率线性可调,且与栅压也表现出线性依赖关系。线性可调的正负光响应度可以对应卷积计算过程中的权重更新,从而在器件层面实现卷积计算。进一步通过更新器件栅压设置不同的卷积核实现了对遥感图像的滤波处理,包括图像锐化和边缘增强。此外也可以对不同类型的字母图像实现高效的识别分类功能,仅经过3个训练周期,识别准确率就达到～100%。证实了二维PdSe2/MoTe2异质结可以进一步作为感算一体图像传感器的原型,同时实现图像传感和卷积计算功能。
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