新型且更灵敏的红外传感器为众多不同技术带来益处。来源：阿尔托大学 / 刘小龙

在从遥控器到自动对焦系统、自动驾驶汽车以及虚拟现实头戴设备等众多技术领域中，探测红外光都至关重要。这意味着提升诸如光电二极管这类红外传感器的效率将会带来重大益处。

阿尔托大学的研究人员研发出了一种新型红外光电二极管，在通信关键波长 1.55 微米处，其响应度相较于其他基于锗的元件高出 35%。重要的是，这种新器件能够利用现有的生产技术进行制造，因而极具实用推广价值。

阿尔托大学教授赫勒・萨文（Hele Savin）表示：“从构思到完成概念验证，我们花了八年时间。”

其基本思路是使用锗而非砷化铟镓来制造光电二极管。锗光电二极管成本更低，并且已经与半导体制造工艺完全兼容 —— 但截至目前，锗光电二极管在捕获红外光方面的表现欠佳。

萨文的团队成功研制出了能捕获几乎所有入射红外光的锗光电二极管。

这项研究于 2025 年 1 月 1 日发表在《光：科学与应用》杂志上。

构建概念验证装置的博士研究员刘汉臣（Hanchen Liu）解释道：“通过结合几种新颖的方法实现了高性能：利用表面纳米结构消除光学损耗，并通过两种不同方式将电损耗降至最低。”

该团队的测试表明，他们的概念验证光电二极管在响应度方面不仅优于现有的锗光电二极管，还胜过了商用的砷化铟镓光电二极管。这项新技术能够非常高效地捕获红外光子，并且在很宽的波长范围内都能良好运行。新的光电二极管能够轻易地由现有的制造设备进行制造，研究人员预计它们可以直接集成到众多技术当中。

萨文说：“现在正是绝佳时机。如今众多领域都依赖于红外辐射传感，这项技术已经成为我们日常生活的一部分了。”

萨文及其团队成员热切期望看到他们的技术会对现有应用产生何种影响，以及想知道凭借提高后的灵敏度，会催生出哪些新的应用。