［本站讯］近日，集成电路学院李玉香教授、张嘉炜教授团队在二维反双极性晶体管方面取得新进展。该研究成果以“Light-Triggered Anti-ambipolar Transistor Based on an In-Plane Lateral Homojunction”为题发表于国际期刊Nano Letters（中科院1区top）。集成电路学院博士研究生韩鹤程为论文第一作者，韩国汉阳大学教授金继东，山东大学教授李玉香、张嘉炜为共同通讯作者。

反双极性晶体管在多值逻辑电路、信息加密、光电探测等领域具有重要应用。此前的反双极晶体管主要基于非对称异质结构，这种异质结构的制造具有挑战性且需要精准的能带结构调控。此外，反双极性晶体管用于光电探测，通常会伴随难以抑制的暗电流，导致较弱的灵敏度。

团队利用金属底电极的屏蔽效应，构建了同质结结构的光触发WSe₂反双极性晶体管，可用于高灵敏度光电探测器和多值逻辑电路。屏蔽效应导致WSe₂沟道的单边栅调控，产生方向随着栅极变化而转向的内置电场，表现出静电可重构和光触发的反双极性输运行为。该器件实现了极低暗电流（0.69 pA）和对635 nm弱光（0.23 μW/cm²）的超敏感响应，响应度和探测率分别达到188 A/W和8.94×10¹⁴Jone。此外，使用单片WSe₂构建三元逻辑门器件，大大简化了多值逻辑电路的制造难度。该工作为反双极性晶体管设计提供了新思路。

该工作(Nano Lett. 2024, 24, 28, 8602–8608)是团队近期关于二维材料电子器件相关研究的最新进展之一。在过去的两年中，张嘉炜教授团队根据二维材料边缘瑞利散射强度与层数的强相关性，开发了基于暗场显微镜的层数识别方法(Nano Lett. 2023, 23, 19, 9170–9177)。团队随后通过调控石墨烯的边缘掺杂，制备了具体超高峰谷比的共振隧穿二极管(Nano Lett. 2023, 23, 17, 8132–8139)，在二维材料电子器件领域取得了一定进展。以上研究得到国家重点研发计划(2022YFA1405200 and 2022YFB3603900)、国家自然科学基金(62074094, 62204143)、山东省自然科学基金(ZR2020ZD03, ZR2022ZD04, ZR2022ZD05, ZR2020QF082)等项目的支持。