（通讯员 许云丽）近日，国际顶级期刊《ACS Nano》（最新影响因子16.1，中科院一区Top，自然指数期刊）在线发表了我中心胡功伟副教授作为第一和通讯的2篇题为“ High-Sensitivity and Fast-Response Piezotronic Pressure Sensors byMechanical Stacking in Silicon Wafer”和“High-Performance (PEA)₂PbI₄/SnS₂ van der Waals Heterostructure Phototransistor with Gate-Tunable Breaking of the Responsivity-Speed Trade-Off ”的最新研究成果，中心青年教师李梦璐博士、刘敏副教授和潘礼庆教授参与了工作，西北工业大学黄佛保副教授和英国斯旺西大学李立杰教授为论文共同通讯，论文详见：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.5c20600和https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.5c21721。

研究一：随着可穿戴设备、人机交互和智能机器人等应用的发展，亟需能够在硅（Si）平台上实现高灵敏度、快速响应的机械压力传感器，以实现“感知-处理-执行”的一体化集成。然而，硅本身机电耦合能力较弱，且难以与压电半导体材料外延集成，严重限制了高性能、CMOS兼容压力传感器的发展。论文提出了一种“机械堆叠”策略，通过在晶圆尺度上将硅和GaN堆叠形成异质结，无需外延即可实现稳定的界面和有效的压电调制。研究中构建了nn型和pn型Si/GaN器件，并通过掺杂和偏压调控实现电学可调的压力响应。结果显示，该类器件在压力敏感度（43.34 meV/MPa）、应变灵敏度系数（5.8×10^6）及亚毫秒响应时间方面均表现优异，并成功演示了冲击力检测和手指触觉监测应用。结论是机械叠层提供了一条通用的异质半导体集成路径，为CMOS兼容的高性能压致电子学传感器发展奠定了基础。

研究二：光探测器在光电集成电路及工业/生物传感、成像与光通信等领域具有重要应用，二维半导体SnS₂是一类典型的光电材料，具有强光响应与栅控能力，但其本征“开态”暗电流偏高，限制了灵敏度提升与低功耗应用，并且传统器件普遍受“响应度—速度”权衡瓶颈制约。本研究采用全干法转移构筑二维R−P钙钛矿(PEA)₂PbI₄/SnS₂范德华异质结光晶体管，通过(PEA)₂PbI₄对界面进行调控与钝化，实现暗电流约两数量级抑制，并在栅压调制下获得高响应度（最高218 A/W）、高探测率与超高EQE，同时实现“栅压越高、响应更快且响应度也更高”的反常协同，从而打破传统响应度—速度权衡。该策略兼顾低暗电流、低功耗与长期环境稳定性（空气中存储4000 h暗电流漂移极小），并为二维钙钛矿/二维硫族化物异质结构器件提供了可编程的界面/能带工程思路，推动高性能、稳定的二维光电器件与集成应用。

该2项工作得到了国家自然科学基金，湖北省自然科学基金和教育厅科技研究计划等项目的支持。胡功伟，三峡大学数理学院副教授、硕士研究生导师，在功能传感和光电探测器件物理及其应用方面开展大量前沿研究工作，近年来以第一和通讯作者身份在ACS Nano, Nano Energy，ACS Photonics、Communications Physics和Applied Physics Letters等期刊上发表论文近30余篇，申请发明专利8项，获批国家级和省部级项目多项，担任Nano Energy, Chemical Engineering Journal和Nano Research等期刊审稿人。