近日，我校先进功能材料团队金敏教授与山东大学韩琳教授团队合作，依托我校自主研制的InSe晶体，在微型光谱仪集成电路器件开发中取得重要研究进展，相关成果发表在计算机科学期刊《Infoscience》上。
光电探测器广泛应用于先进成像、传感器内存储、人工突触、感知-存储-计算一体化等领域，在通信、自动化、航空航天、工业和军事应用中发挥着至关重要的作用。然而，传统光谱仪依赖于庞大的光学元件，这使得它们体积大、成本高，不适用于紧凑或轻量化的系统，实现光谱仪微型化是推动其在各类便携应用中的关键一步。
近年来，先进数学算法被广泛用于光谱重构，结合新材料与新型算法，有望实现高性能的微型光谱仪。我校先进功能材料团队研制的InSe晶体属于二维层状材料，具有表面无悬挂键、层数依赖的带隙、原子级锐利界面、强光-物质相互作用以及电可调光响应等特性，展现出与数学算法集成以制造高性能、超紧凑计算光谱仪的巨大潜力。本工作中，研究团队开发了一种可在室温下工作的InSe计算光谱仪，其工作带宽达450-973 nm，器件尺寸仅为20× 50 μm²，并具备纳米级的精度（分辨率<0.33 nm）。该InSe光谱仪摒弃了传统庞大的色散元件、光电探测器阵列和滤光片阵列，采用了基于重构的先进数学算法。它有效消除了基于二维异质结构的计算光谱仪所固有的随机性，为开发CMOS兼容的超光谱成像芯片开辟了新路径，在环境监测、遥感及智慧农业等领域具有广阔的应用前景。
近年来，我校主动服务国家战略与区域发展，围绕重点产业关键共性技术、新型产业前沿引领技术等，积极推动有组织科技创新，强化专业布局与产业需求的动态适配。该研究工作充分体现了电子信息材料与集成电路技术的深度交叉融合，二者相互赋能，既是学科前沿的自然交汇，也彰显了我校融产而强，推动材料、器件与系统协同创新的发展特色。（材料学院）
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/inc2.70013
图1 InSe光谱仪集成电路器件制造工艺示意图
图2 InSe光谱仪的光电导机制及相关光响应测试数据
