Bi薄膜的飛秒激光處理示意圖。

　　中國科學院長春光學精密機械與(yu) 物理研究所和北京大學的研究人員開發了一種用於(yu) 超寬帶光電探測器的拓撲絕緣體(ti) 鉍薄膜質量升級新技術。該研究發表在《光學快報》上。

　　研究人員使用飛秒激光處理顯著改善了鉍薄膜的光電轉換和載流子傳(chuan) 輸，這在以前限製了材料的光電性能。

　　然後，研究人員在經過高效處理的鉍薄膜的大表麵積上以柱麵聚焦條件製造了光電器件。他們(men) 測量了器件在從(cong) 可見光到中紅外 (MIR) 的不同波長光下的光響應性，發現與(yu) 原始樣品相比，經過激光處理的鉍膜在超光波範圍內(nei) 的光響應性提高了兩(liang) 倍。廣譜範圍，即使在室溫下。

　　研究人員建議，該方法可進一步用於(yu) 提高其他拓撲絕緣體(ti) 的質量，從(cong) 而促進其在超寬帶光電探測領域的應用。他們(men) 還希望他們(men) 的工作能夠激發更多關(guan) 於(yu) 飛秒激光加工調製拓撲量子材料的研究。

　　鉍是一種拓撲絕緣體(ti) ，是一類具有獨特特性的材料，例如無間隙邊緣態和絕緣體(ti) 態。這些特性使它們(men) 有望用於(yu) 製造室溫、寬帶寬和高性能的光電探測器，這些探測器可以跨越紫外線到遠紅外甚至太赫茲(zi) 範圍。然而，鉍薄膜通常具有高表麵粗糙度和明顯的晶界，這會(hui) 影響光響應性，而光響應性是拓撲絕緣體(ti) 超寬帶光電探測器的關(guan) 鍵因素。

　　為(wei) 了克服這一挑戰，研究人員使用飛秒激光處理來改變鉍薄膜的表麵形態和理化性質。

　　飛秒激光是一種有趣的方法，由於(yu) 其超高峰值功率和超短持續時間的特性，可以在各種材料上提供非接觸式高精度製造。通過調整脈衝(chong) 能量和掃描速度等激光參數，研究人員能夠將平均表麵粗糙度降至 10 納米以下，同時消除界麵上的晶界。這導致載流子傳(chuan) 輸和光電轉換的顯著改善。