近日，海洋研究院张宇副教授在新型二维材料和器件领域取得了一系列的研究进展和学术成果。团队针对新型二维材料和器件，综述并设计和制备了一系列具有优良光电响应性能的新型光电子器件，并根据材料和器件的结构和性能对新型器件的工作机制进行了分析研究，该系列材料、器件和技术方法在海洋探测、光电子和成像等领域中具有重要应用价值。相关研究成果以Applications of 2D‑Layered Palladium Diselenide and Its van der Waals Heterostructures in Electronics and Optoelectronics为题发表在Nano-Micro Letters (IF=16.419, 13: 143 (2021))上，以Large area uniform PtSx synthesis on sapphire substrate for performance improved photodetectors为题发表在Applied Material Today (IF=10.041, 25:101176 (2021) )上，以Performance‐Enhanced CsPbBr3HfO2Si Heterostructure Optoelectronics through the Tunneling Effect为题发表在Advanced Materials Interfaces (IF=6.147, 8:2100279(2021))上，以Reduction of the ambient effect in multilayer InSe transistors and a strategy toward stable 2D-based optoelectronic applications为题发表在 Nanoscale (IF=7.79, 12:18356-18362(2020))上。以上研究成果硕士研究生王彦皓为第一作者，张宇副教授为通讯作者，部分工作刘宏教授和韩琳教授为共同通讯作者，山东大学为第一单位。
二维材料是一种具有原子尺度厚度的层状结构材料，相比于其他块状材料，具有独特的物理和化学特性，在光电子器件、能源、传感等多个领域应用广泛。团队基于InSe、PtSe2、PtSx和无机钙钛矿材料展开其在光电器件领域的研究，发现和设计出光电器件的新机制和新结构，推动新型材料光电探测器的发展。对InSe光电器件，发现在特定情况下器件具有正负光电效应现象，并阐述了正负光电现象的机制，最终通过器件结构的设计有效调控InSe光电器件的正负光电效应，该成果发表在nanoscale 12:18356-18362(2020) (IF=7.79)。CsPbBr3是一种新型金属卤化物钙钛矿半导体光电材料，是当前半导体光电器件领域的研究热点。基于CsPbBr3材料，我们设计并制备了CsPbBr3/HfO2/Si异质结光电探测器件，使CsPbBr3光电器件的性能提升几个数量级。该成果发表在Advanced Materials Interfaces 8:2100279(2021) (IF=6.147),并被选为当期卷首插画（frontispiece）。硫化铂和硒化铂是新型二维材料，该成果发表在具有良好的光电性能，我们首先综述了硒化铂及异质结材料及其光电器件方面应用发展。该成果发表在Nano-Micro Letters 13: 143 (2021) (IF=16.419)。同时我们通过改良的硫化铂材料制备方法，首次生长出了一硫化铂和二硫化铂混合的PtSx二维材料，并制备了高性能的光电探测器件。该PtSx二维材料可通过在合适的基底上大面积沉积金属铂薄层后直接硫化获得，制备方法简单。该方法制备的PtSx光电器件不但光电性能的到大幅度提升，而且在室温下的稳定性也得到大大改善，这主要归功于该技术方法制备的PtSx材料缺陷的降低。该成果发表在Applied Material Today 25:101176 (2021) (IF=10.041 )。此外，新型二维材料可在柔性电子、生化传感、储能器件、海洋环境和微生物监测、下一代电子信息等领域应用广泛。
张宇副教授主要从事半导体光电材料与器件、微纳生化传感材料、器件和系统方面的科学研究，以及它们在海洋环境检测和生命健康领域的应用研究。近5年，承担了包括国家重点研发计划、山东省重点研发计划和科技成果转化等多个科研和产业化项目。近三年作为通讯作者在包括Nano-Micro Letters (IF=16.419一区) 、Advanced material tody (IF=10.041)、Advanced healthcare materials (IF=9.933一区)、 NPJ 2D materials and applications (IF=9.38一区)、Analytical Chemistry(IF=6.986一区)、SENSOR ACTUAT B-CHEM (IF=7.46一区)、Applied surface science(IF=6.707 一区)等在内的国际学术期刊上发表学术论文20篇，申请专利30余项，获得授权中国发明专利4项。
上述系列研究工作得到了国家重点研发计划、山东省重点研发计划、中央高校基本科研业务费专项资金等项目的资助。
供稿单位：海洋研究院 作者：张 宇