近日，新型顯示材料與器件工信部重點實驗室在國際著名期刊Advanced Materials上發(fā)表題為“Bionic Detectors based on Low‐Bandgap Inorganic Perovskite for Selective NIR‐I Photon Detection and Imaging”的研究論文，通訊作者為南京理工大學(xué)徐曉寶和曾海波教授。

新型顯示材料與器件工信部重點實驗室于2016年由南京理工大學(xué)教授曾海波創(chuàng)建。曾教授長期從事量子點與二維發(fā)光顯示材料及器件研究，主持了國家自然科學(xué)基金4項、973課題1項，代表性成果有：提出了氧化鋅藍(lán)色發(fā)光的間隙鋅缺陷態(tài)機制，單篇研究論文獲引用700余次，作為代表作獲得安徽省科技一等獎(2012)；首創(chuàng)了全無機鈣鈦礦全彩發(fā)光二極管(Adv. Mater. 2015, 27, 7162)，被Nature Nanotechnology評論為“首次(first)”、“打破了(break)鎘系壁壘”、“開啟了(opened)無機鈣鈦礦LED”，作為代表作獲得中國顆粒學(xué)會科技進步二等獎(2016)。

近紅外波段（700~900 nm）作為生物窗口，對生物樣品有低損傷、深穿透和小噪聲等特點，因此該波段的熒光檢測和成像被視為一種強大的實時醫(yī)學(xué)診斷、手術(shù)和治療技術(shù)。目前用于紅外波段的探測器主要還是窄帶半導(dǎo)體探測器，探測的機理使得這類探測器不僅對近紅外波段有響應(yīng)，也可探測可見光波段。更糟糕的是，用于體內(nèi)熒光成像的染料也是紅外光可激發(fā)的，激發(fā)光的影響更加降低了探測的精度。盡管目前可以借助濾光器等光學(xué)原件來選擇性透過紅外光，但是復(fù)雜的光學(xué)原件使探測器變得繁瑣且成本增加，針對紅外波段的窄帶探測器仍是目前市場的缺失。

在本研究工作中，作者從蝴蝶復(fù)眼中的微觀結(jié)構(gòu)中獲得靈感，制備了由LiF和NPB構(gòu)成的全介質(zhì)光學(xué)微腔，并將其充當(dāng)毯細(xì)胞與作為感桿束的鹵素鈣鈦礦CsPb0.5Sn0.5I3探測器相配備，實現(xiàn)了緊湊高效的近紅外窄帶探測器（半高寬小于50 nm）。此外，通過對材料的選擇和制備工藝的調(diào)控，所得探測器具有很好的探測性能。其中，快速響應(yīng)帶寬為543 kHz，探測極限低至0.33 nW，保證了實時高分辨率的傳感能力。超低的噪聲電流（10-13A Hz?1/2）和超高的探測度（~1014 Jones）確保了其對于弱光的有效檢測和成像。

該工作是繼無濾波的仿生人眼的三基色窄波段探測陣列（Nano let., 2018, 18, 7628），260-320 nm的紫外窄波段探測（J. Mater. Chem. C 2019, 7, 4503），響應(yīng)度~350A/W的大增益寬光譜探測元器件（J. Mater. Chem. C, 2018, 6, 12164），以及x-ray的探測（ACS Nano 2019, DOI:10.1021/acsnano.9b06114），在探測成像領(lǐng)域的另一代表作。

該工作得到了江蘇省自然科學(xué)基金以及中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金的支持。