突破：胶体量子点实现纳秒级短波红外双功能光电探测与LED发射

背景：短波红外技术在多个领域至关重要，但传统器件通常将探测和发射功能分立，导致成本高昂且难以集成。胶体量子点虽具潜力，但如何在单一器件中同时实现高速探测和高效发射存在挑战。研究目的：根特大学研究团队旨在突破这一物理瓶颈，利用单一超薄PbS胶体量子点结构，开发出兼具纳秒级响应速度和高外量子效率的短波红外双功能二极管。结论：通过创新的溶液相配体交换策略制备高迁移率n型量子点薄膜，并结合光学微腔效应，将50纳米活性层在1330纳米处的吸光率从16.0%提升至48.4%。该器件在反向偏压下作为光电探测器，实现了2纳秒响应时间、49%外量子效率和2.6×10¹² cm·Hz⁰·⁵·W⁻¹的比探测率；在正向偏压下作为LED，外量子效率达8.1%，发光上升/下降时间为11.7/6.5纳秒，3 dB带宽超100 MHz。这些性能刷新了量子点光电器件的速度与效率记录，为低成本、小型化短波红外集成器件开辟了新路径。