💡这项突破是什么?
中国科学院福建物质结构研究所刘伟研究员团队在高效二维电子器件研究方面取得系列重要进展。团队开发了新型二维介电材料KZn2BO3Br2（KZBB），其高介电常数（约13.5）实现了有效的栅极调节和出色的器件稳定性。该材料具有惰性范德华界面，与二维半导体高度兼容。此外，团队研究了Sb2Te3/WSe2范德华异质结基自供能仿生双模传感器，用于精确物体识别，并通过卷积神经网络（CNN）训练实现了高准确率识别。团队还在无转角的MoTe2/MoS2异质双层中发现了近红外层间激子，其发射能量覆盖电信C波段（≈1550 nm），并通过双栅电场控制实现了高偏振度。
作为顶栅介电的KZBB的介电性能
相关研究成果以“Layered Deep-UV Optical Crystal KZn2BO3Br2 as a High-𝜿 Dielectric for 2D Electronic Devices”为题发表在国际综合性期刊Advanced Materials上，福州大学联培硕士生李轶翔为论文第一作者，中国科学院福建物构所刘伟研究员为论文的通讯作者。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202409773
研究进展四： Sb2Te3/WSe2范德华异质结基自供能仿生双模传感器
在机器人视觉、自动化制造和自动驾驶等领域，精确识别物体至关重要。当前的传感器技术通常依赖单一类型的刺激，经常在准确性上不足。刘伟研究员团队与徐刚研究员团队合作研究一种基于范德华异质结的自供能仿生双模传感器，用于精确识别物体。通过精确堆叠方法制备了一种新型的Sb2Te3/WSe2型I异质结，通过在价带创建单侧障碍和在导带实现近零偏移，克服了光和气体传感材料在结构要求上的矛盾。通过卷积神经网络（CNN）训练，模拟视觉和嗅觉传感数据，实现了对自行车、电动汽车和燃油汽车的高准确率识别。本工作实现了在单设备中集成光电子和气体传感性能的最佳表现，实现了首个仿生视觉-嗅觉双模识别，为创建高效的自供能传感材料提供了新方法，为下一代仿生双模设备在环境保护、医疗保健等领域的广泛应用铺平了道路。
视觉感知识别和视嗅双模识别的示意图
相关研究成果以“Van der Waals Heterojunction Based Self-Powered Biomimetic Dual-Mode Sensor for Precise Object Identification”为题发表在国际综合性期刊Advanced Materials上，中国科学院福建物构所助理研究员何绪和中国科学院福建物构所博士研究生朱鑫旭为论文共同第一作者，中国科学院福建物构所刘伟研究员和徐刚研究员为论文的共同通讯作者。
论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202411121
研究进展五：无转角的MoTe2/MoS2异质双层中的近红外层间激子
基于范德华异质双层中层间激子的激子器件是推进光电互连电信的有前途的平台。大多数 IX 的发射能量处于硅的吸收带内，且通常振子强度较小。此外，关键的电信 C 波段（≈1550 nm）中缺乏激子发射，这是与硅光子学和全光互连通信相关的高性能设备所需的最低传输损耗的标准化电信波段。因此，开发高性能的电信 C 波段激子器件对于基于光纤网络和片上集成的未来固态量子互联网而言至关重要。刘伟研究员团队通过化学气相沉积、严格对齐的 MoTe2/MoS2异质双层中 0.8 eV (1550 nm) 的激子发射来解决这一限制。通过双栅电场控制，双跃迁过程耦合到相反的圆偏振光子模式，偏振度可达90%。斯塔克效应调谐使发射能量范围扩大了150 meV（270 nm）以上，覆盖了电信C波段。该研究为激子复合的研究提供了材料平台，大大提升了激子器件在硅光子学和全光通信中的应用前景，也为开发通讯波段量子光源提供了基础。
无转角的MoTe2/MoS2异质双层中的近红外层间激子
相关研究成果以“Infrared Interlayer Excitons in Twist-Free MoTe2/MoS2 Heterobilayers”为题发表在国际综合性期刊Advanced Materials上，中国科学院福建物构所博士后巨乾坤为论文第一作者，中国科学院福建物构所刘伟研究员为论文的通讯作者。
论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202404371
（刘伟课题组供稿）
