近日，我院能量转换材料与器件课题组在硅纳米线/硫化镉/氧化锌（Si NW/ CdS/ZnO）核壳异质结位敏探测器（PSD）研究方面取得新进展，相关结果 “Multiple Optical Imaging Encryption Enabled by Giant Lateral Photovoltaic Response via Dual Non-centrosymmetry-Induced Gradient Band Alignment and Pyro-Phototronic Effect”发表在《ACS Photonics》（2025, 12, 6850−6861）。硕士研究生聂美林为论文第一作者，赵微为共同第一作者，乔双教授为通讯作者。
传统位置灵敏探测器因能带结构不理想，导致载流子界面分离与传输效率低下，制约了其侧向光伏效应性能。此外，如何有效利用热释电效应仍缺乏明确的机制。本研究介绍了一种基于梯度能带工程与增强型热释电耦合的高性能位置灵敏探测器。通过构建具有双层非中心对称CdS/ZnO结构的硅纳米线阵列核壳异质结，显著提升纵向载流子分离与横向收集效率，进而在405−1064 nm光谱范围内实现优异的侧向光伏效应性能：稳态位置灵敏度达868.6 mV/mm ，非线性度仅为4.2%。进一步地，本研究创新性地利用双层热释电材料产生的协同极化电场促进载流子传输，将灵敏度提升至创纪录的15390 mV/mm，并将响应时间缩短至117/134 us。更为重要的是，基于热释电效应调制的侧向光伏信号空间分布特性，提出了一种新颖的信息加密与传输方案。此外，该探测器还具有较大的工作距离，即使在6 mm处仍能保持1083 mV/mm的超高灵敏度。通过利用侧向光伏效应随电极间距与波长变化的特性，并结合双波长激发，实现了一种基于多逻辑门功能的光电图像加密与传输系统。
该工作得到了国家自然科学基金委、河北省自然科学基金项目等经费的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acsphotonics.5c02031
