红外光电探测器在众多领域，如夜视、天文学、光通信、健康监测和遥感等，均扮演着至关重要的角色。当前，红外光电探测器的发展聚焦于集成化和智能化，而实现这一目标的关键在于利用单个光电探测器获取目标的光学信息，包括强度、光谱、偏振等。然而，将光谱检测与偏振检测功能集成到单一的红外光电探测器中，仍面临着工艺和性能方面的诸多挑战。

近日，红外科学与技术重点实验室王旭东副研究员团队在光学信息获取领域取得突破。他们提出了一种基于非对齐单极势垒光电探测器(MUBP)的创新技术，为多光谱检测和偏振检测集成到单一光电探测器中提供了一种切实可行的方法，为红外探测器的集成化与智能化发展开辟了新的思路。

研究团队提出的MUBP结构，通过精准的能带工程设计，采用了两端势垒结构，实现了偏压可切换的双光谱检测功能。与三端器件相比，这种两端器件无需额外的公共电极，因此其结构简单、制作工艺更为简便，且填充因子更高。

研究团队利用各向异性半导体材料黑磷(bP)和黑砷磷(b-AsP)作为吸收层，中间以二硫化钼(MoS₂)为势垒层。实验结果表明：该光电探测器能够分别在正向偏压和反向偏压下对目标的偏振和光谱实现检测；利用具有不同截止波长的两个吸收层，实现了双光谱检测；同时实现了室温下的黑体响应。此外，在双光谱红外光电探测器的远程温度测量方面表现出更高的准确性和可靠性。

研究团队表示，他们将继续深入探索光学信息获取技术，为推动光电探测器的发展做出更大的贡献。目前，研究成果以“Multi-dimensional optical information acquisition based on a misaligned unipolar barrier photodetector”为题，发表在《自然·通讯》(Nature Communications)杂志上。

(资料来源：中国科学院上海技术物理研究所)