光电器件

研究发现，石墨烯可作为高效电荷抽取层，使异质结构在光照条件下仍保持较大的导带能级差，从而显著加快WS2与CrBr3之间的层间自旋—电荷转移。与传统WS2/CrBr3异质结构相比，引入石墨烯后，层间自旋—电荷转移时间由17.3 ps 缩短至1.3 ps；WS2中三重激子的最大谷极化度提升至59.8%，谷极化分裂提高至37.9%，相较于未引入石墨烯的结构分别提升32%和261%。

浙江大学智能光电芯片团队研制了硅基波导集成、采用约翰逊噪声读出的石墨烯辐射热计，实现高效的片上光 – 石墨烯相互作用。研究团队构建了整机系统理论模型，阐明石墨烯电子热容、电路积分时间、工作温度等参数对探测性能的影响规律。

团队采用CMOS兼容工艺，在4英寸晶圆上制备了p⁺-石墨烯/氮掺杂石墨烯/n-Si三层异质结结构。第一层重掺杂石墨烯形成p⁺区，第二层通过氮等离子体处理引入吡咯氮和吡啶氮活性位点，第三层是n型硅衬底。这个“三明治”结构巧妙地利用了氮掺杂打开的窄带隙，抑制了载流子复合，同时优化了肖特基势垒高度，增强了内建电场。

本文通过将4英寸晶圆级柔性锗薄膜与原位生长的三维互连石墨烯集成，构建了柔性3D-石墨烯/锗异质结构，并实现了兼具优异性能、宽光谱响应和机械形变长期稳定性的柔性光探测器。

这笔资金依据欧盟委员会《研发与创新国家援助框架》拨付，将用于推动CamGraPhIC的光互连平台实现产业化，并将其部署于AI加速器、高性能计算系统及先进数据中心——在这些领域，带宽密度和能效已成为关键瓶颈。该项目的核心支柱是在米兰附近建设一座试点制造工厂，旨在将石墨烯光子学从前沿研究转化为实际生产。该工厂将支持器件认证、初期试生产，并最终过渡到大规模代工生产流程，从而开辟一条从实验室到大规模部署的直接路径。

本研究通过引入石墨烯接触界面工程，成功构建了高性能 Gr/VP/MoS₂ 范德华异质结构光电探测。得益于石墨烯电极对界面势垒与载流子输运的有效调控，器件实现了从紫外到近红外的多光谱光探，并表现高响应度、优异的外量子效率以及良好的稳定性。同时，该工作揭示了二维各向异性材料异质结构中界面耦合与载流子输运机制