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王肖沐四年磨一“材”,只为做出最灵敏的红外探测器


  来源: 科技日报 时间:2019-12-30 编辑:清风
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自然界中电磁波的波谱范围非常广,人眼可见光的波长在0.3微米到0.8微米之间,只占电磁波波谱中很小的一部分。而仅仅是这一部分光波,就能让人类感知到五彩缤纷、变化莫测的大千世界。


在可见光之外,还有很多人类用肉眼看不到的光,即不可见光。南京大学电子科学与工程学院教授、博士生导师王肖沐研究的,就是不可见光中的红外电磁波。


前段时间,2019年度“求是奖”揭晓。因在红外光子学领域作出的突出贡献,王肖沐捧起了该奖证书。


王肖沐四年磨一“材”,只为做出最灵敏的红外探测器

王肖沐(左)为学生讲解实验原理王肖沐供图


寻找最便宜的半导体材料


根据波长,红外电磁波可分为近红外、中红外、远红外等波段。王肖沐的工作,主要围绕中红外波段展开。

在结束了剑桥大学和耶鲁大学的博士后研究工作后,2016年年底,王肖沐回国加入南京大学电子科学与工程学院。


“来到南京大学后,我的工作主要是研制中红外探测器。而找到性能优越、价格低廉、加工方便的半导体材料,是研制出该探测器的关键。”王肖沐说,红外探测器价格非常昂贵,主要就是因为半导体材料成本降不下来。


为了降低半导体材料和探测器加工的成本,王肖沐想到,能否利用硅材料。


“硅是相对便宜的半导体材料,但是硅有一点很大的不足,就是它对红外光没有响应,那就只能将硅材料和其他材料进行集成。”于是,王肖沐想到了他的“老朋友”——黑磷。


“黑磷是我在耶鲁大学做博士后时,就一直在研究的材料。我所在的研究小组,是当时世界上最早研究该材料的三个研究组之一。”王肖沐说。


时间回溯至2014年11月。


那时王肖沐在耶鲁大学从事博士后研究工作,他和导师偶然在黑磷中发现了经典的量子隧穿现象。


在量子力学领域,量子隧穿现象指的是,电子等微观粒子能够穿入或穿越位势垒的量子行为。


随着研究的深入,王肖沐逐渐觉察到,那可能不是量子隧穿,而是弹道雪崩。


王肖沐向记者介绍道,弹道雪崩这种物理机制,是将量子弹道输运与雪崩击穿过程相结合,使粒子同时具有量子特性和雪崩特性。

关键词:王肖沐 红外探测器 半导体材料    浏览量:486

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