研究焦點

研究成果概述

本中心呂宥蓉副研究員主導之國際合作團隊利用過渡金屬氮化物電漿子超穎介面增強原子尺度光物質交互作用與光閘效應(Photogating Effect)的概念，開發出可做弱光偵測之單層二維材料光偵測器。研究成果已發表在美國化學學會奈米期刊《ACS Nano》。攜手日本東京大學與美國賓州大學研究團隊，本中心率領的跨國研究團隊開發出晶圓尺度之單層單晶MoS₂光偵測器整合過渡金屬氮化物共振電漿子超穎介面，達成了2.58 × 10¹² Jones的高偵測靈敏度，以及創紀錄的8 pA低暗電流和超過40天的元件穩定性。與一般元件相比，我們觀察到超過100倍的偵測效能增強可做弱光偵測；這可歸因於過渡金屬氮化物電漿子超穎介面的局部強電磁場對光閘效應的影響產生非線性增益。半導體二維材料及氮化鉿皆具有CMOS製程的相容性以及可晶圓級製作的優勢，此研究成果可應用於量子資訊傳輸、影像辨識、感測、光通訊等領域。

延伸閱讀

[Ref. 1] Jui-Han Fu, Jiacheng Min, Che-Kang Chang, Chien-Chih Tseng, Qingxiao Wang, Hayato Sugisaki, Chenyang Li, Yu-Ming Chang, Ibrahim Alnami, Wei-Ren Syong, Ci Lin, Feier Fang, Lv Zhao, Chao-Sung Lai, Wei-Sheng Chiu, Wen-Hao Chang, Yu-Jung Lu, Kaimin Shih, Lain-Jong Li*, Yi Wan*, Yumeng Shi*, Vincent Tung*. Orientated Lateral Growth of Two-Dimensional Materials on C-plane Sapphire. Nature Nanotech. 18, 1289–1294 (2023)