2024年11月1日，北京大学物理学院量子材料中心的孙栋教授应邀在海韵校区物理楼552报告厅作了主题为“基于拓扑半金属的高性能中红外光电探测”的萨本栋系列讲坛第181讲。本次讲坛由厦门大学物理科学与技术学院院长陈张海教授主持。

陈张海教授主持

    高性能的光电探测器广泛应用于人们的日常生活，是各种电子设备的“眼睛”。可见光和近红外光电探测器因为成熟的第一代和第二代半导体材料和器件工艺已经在我们的日常生活中随处可见，成为各个领域不可或缺的关键器件。而探测更长波长的中远红外和太赫兹波段的光电探测器却因为材料和工艺方面的局限，存在多个难以攻克的技术瓶颈，例如高昂的制造成本，低密度的集成，以及需要制冷来降低暗噪声从而获得足够的灵敏度。 如何实现室温下工作的高性能长波探测器困扰了光电探测领域几十年时间，一直是科研领域关注的重要研究方向之一，因为这类探测器在精确运动感应,夜视，遥感，无损检测等诸多关键应用领域有着不可替代的应用，而国外又长期对我国封锁长波焦平面探测面阵。
   基于半金属的材料替代半导体材料有希望解决目前中红外光子探测方面的一系列问题，同时也带来了很多新的技术挑战。通过引入拓扑半金属材料体系，基于拓扑半金属材料特殊的光电响应特性，孙教授研究团队近期的实验工作能够解决半金属光电探测器的一些关键技术问题：包括国际上第一个将拓扑半金属材料应用于中长波光电探测，通过引入拓扑效应解决了该技术路线缺乏有效电荷分离机制的问题，以及实验展示拓扑半金属多参量光电探测敏感性，尤其是轨道角动量敏感的光电直接探测器件。这些工作使得基于拓扑半金属的光电探测器在室温的低能光子探测方面展现出了广阔的应用前景。

孙栋教授报告现场

孙栋教授的报告引起了师生们的浓厚兴趣。现场师生讨论了未来在新材料，新器件结构中利用特殊的拓扑效应来解决这些问题的技术路径。

主讲人简介：

孙栋，北京大学物理学院量子材料中心博雅特聘教授，国家杰出青年基金获得者。2004年本科毕业于中国科学技术大学物理系，2009年博士毕业于密歇根大学，2009-2012年分别在密歇根大学超快光科学中心和华盛顿大学担任博士后和研究员，2012年入选国家级海外人才计划，并受聘北京大学量子材料科学中心，历任预聘副教授，长聘副教授，长聘教授。主持基金委重点项目、原创探索计划项目和科技部重点研发课题。主要研究方向基于量子材料的新原理光电器件和器件物理，量子材料的超快光谱表征，光与物质相互作用和新型超快光源。