快速响应光电探测器在光通信、高速摄影、生物医学成像等领域有广泛的需求。目前, 市场上应用的快速响应光电探测器大多基于硅、砷化镓等传统的无机半导体材料, 但是其制作工艺复杂、成本较高, 并且机械灵活性差。以石墨烯、二硫化钼为代表的二维材料具有独特的层状结构以及良好的光学、电学、热学和机械特性, 是制备光电探测器的理想材料。尤其是部分二维材料所拥有的超高载流子迁移率特性, 十分适用于研制快速响应光电探测器。近年来, 一系列基于二维材料的金属-半导体-金属结构光电探测器(Metal-semiconductor-metal photodetectors,MSM-PDs)被陆续报道, 很多具有1 μs以下的快速响应特性。本文以基于二维材料的快速响应MSM-PDs为主题进行综述。首先介绍了MSM-PDs中的基本结构及工作原理, 深入剖析了决定其响应速度的主要因素。随后介绍了石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷、二维钙钛矿、三元硒氧铋等二维材料的分子结构、光学、电学等特性, 并对各类二维材料在MSM-PDs的应用进行对比。然后分类介绍了响应速度在1 μs以下的欧姆接触型、肖特基接触型以及基于表面等离激元效应二维材料MSM-PDs的研究进展。最后总结全文, 并对二维材料在快速响应光电探测器中的应用前景及发展趋势进行了展望。

光子晶体激光器利用禁带效应与光局域效应，可以进一步缩小光学模式体积及降低激光阈值，以满足器件微型化和光电子集成的需求，在发光二极管、传感器等方面有广阔的应用前景，所以倍受关注。激光阈值被定义为实现激光振荡的最低能量密度，是实现激光器件集成应用的重要指标。钙钛矿材料具有高光学增益的特性，是实现低阈值激光器的理想增益材料，将其与光子晶体激光器结合，可以实现低阈值甚至无阈值泵浦激光。本文基于谐振腔和增益介质，简述了影响激光器阈值的两大因素（增益与损耗），并提出了降低激光阈值的方法。然后将光子晶体激光器按照光子晶体维数及结构分类，综述钙钛矿光子晶体激光器在低阈值方面的研究进展。最后展望了钙钛矿光子晶体激光器的发展前景，以期实现低阈值甚至零阈值、高功率、高质量激光输出，促进半导体激光器的集成与多领域应用。

有机太阳能电池（Polymer Solar Cell, PSC）由于具有环保低能耗、轻量低成本、柔性、可溶液加工和大面积印刷制备的综合性优势而受到广泛关注。活性层是PSC最重要的组成部分, 其形貌的调控和优化决定了器件最终的性能, 因此有必要对活性层优化工艺进行系统整理和分析。对活性层后处理工艺在PSC中应用的最新研究进展进行了综述, 包括热退火、溶剂蒸气退火、热退火与溶剂蒸气退火的组合、添加辅助层和极性溶剂辅助后处理等工艺,并就其对器件性能改善的原因和对活性层形貌优化的机理进行了分析和总结, 为PSC性能优化研究和产业化发展提供了理论依据。

光电探测器可以实现光信号到电信号的转换，在工业、**、医疗等领域已展现出巨大的应用价值。但是，传统的平直型光电探测器捕获线光的能力较弱，一定程度上限制了响应率等性能指标的进一步提高。而基于贵金属纳米结构的表面等离激元共振可以急剧增强近场区域的(纳米尺度)电场强度和对线光的捕获能力，大幅度地提高光电探测器性能。本文首先介绍了表面等离激元的基本原理。随后，详细介绍了金属纳米颗粒、金属光栅等不同结构的表面等离激元增强型光电探测器研究进展。最后，总结全文并针对表面等离激元增强型光电探测器的发展前景做出了展望。

基于光生伏特原理的结型有机光电探测器(OPDs)被广泛研究。首先介绍了结型OPDs的三种主要结构及其原理,包含了平面异质结、体异质结和平面-体复合异质结,并介绍了结型OPDs的基本性能参数。基于构成异质结的半导体材料进行分类,分别综述了基于双有机小分子、聚合物-有机小分子、双聚合物等类型的异质结型OPDs在近年来的研究进展。此外,介绍了在对具有平直结构的结型OPDs的性能改善方面所采取的一些典型方法,并对结型OPDs的未来发展方向进行了展望。

全无机钙钛矿CsPbX3纳米晶具有发光波长可调、半高峰窄、器件制备简单、稳定性高等优点, 被广泛应用于太阳能电池、发光二极管、激光器、光电探测器等领域。本文概述了该材料的国内外研究进展, 首先介绍了CsPbX3纳米晶的分子结构、尺寸效应、发光特性和光催化特性, 然后对其合成方法、稳定性及器件应用进行了重点阐述, 最后对其存在的问题及未来的发展进行了总结和展望。

钙钛矿材料因其可调带隙工程、高吸收系数、长程平衡载流子传输距离等光学、电学特性而在光电探测领域表现出光明的应用前景。钙钛矿晶体包含了微晶/多晶薄膜、块体单晶和低维纳米单晶等不同形貌。依次介绍了基于不同形貌钙钛矿晶体制成的光电导型、光伏型、晶体管型与光电倍增型光电探测器的发展历史及研究现状,展示了不同类型器件在光谱响应率、探测率及响应速度等性能参数方面所表现出的不同特征。总结了钙钛矿光电探测器在柔性、窄带探测、自驱动及阵列化等特殊性能方面所取得的研究进展,并对钙钛矿光电探测器的发展前景进行了展望。

介绍了二维层状钙钛矿材料的晶体结构及其基本光电特性;总结了二维层状钙钛矿材料在太阳电池、发光二极管、光电探测器等领域的最新应用;指出该类材料目前存在的主要问题和发展前景,以期为高性能二维层状钙钛矿光电器件的设计和制备提供参考。

通过热蒸发和磁控溅射方法在厚金属Ag反射层上制备了由一维周期性Ag金属薄层和MoO3/SiO2介质层组成的多波段吸收体。实验结果表明: 随着周期数(N)的增加, 吸收峰的个数也相应增加, 且精确等于周期数。对于Ag薄层厚度为14 nm、MoO3层和SiO2层厚度分别为2 nm及135 nm的吸收体, 实验测得在400~900 nm波长范围内的积分吸收效率从N=1时的29.4％增加到N=6时的57.2％, 趋势与理论计算结果一致。此外, 测量结果表明: 吸收峰对入射角度及偏振不敏感。笔者还在柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底上制备了多层吸收体, 弯曲1 000次后仍基本保持原有的吸波性能。该吸收体在光伏和热辐射调控等领域具有潜在应用价值。