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Accès ouvert déclaré 2025 article

Flat-band quantum materials empowering self-adapted ultrabroadband detectors

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2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : cn, pl. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Blackbody-sensitive room-temperature photodetectors with ultrabroadband response from the short to very long-wave infrared (VLWIR) range are highly desirable for optical communication, industrial gas leakage detection, night vision, and atmosphere surveillance. Although two-dimensional (2D) semiconductors with narrow bandgaps have shown promise in uncooled short and mid-wave infrared (SWIR and MWIR) detection, achieving blackbody responses extending to long-wave infrared (LWIR) or even the VLWIR region at room temperature remains a challenge. Here, we report a bioinspired room-temperature blackbody-sensitive self-adapted ultrabroadband detector utilizing the 2D flat-band quantum material Nb3I8, engineered through an electronic and phononic band strategy. Our study reveals that Nb3I8 exhibits enhanced SWIR absorption due to electron flat-bands induced high density of states (DOS) and dipole transition probability. Owing to its strong anharmonicity with phonon flat-band characteristics, the phonon propagation is prohibited, which contributes to low thermal conductivity and enhances the heat localization, resulting in a sensitive bolometric response to blackbody radiation from λ = 2.5 μm to 20 μm. Our work not only represents a breakthrough for 2D materials with room-temperature LWIR–VLWIR blackbody detection ability, but also paves the way for implementing blackbody-sensitive ultrabroadband photodetectors by exploiting flat-band quantum materials. Achieving room-temperature blackbody-sensitive photodetectors with an ultrabroadband response is challenging. Here, the authors report a bioinspired detector using the 2D flat-band quantum material Nb3I8 that enables sensitive detection from the shortwave to the very long-wave infrared.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Flat-band quantum materials empowering self-adapted ultrabroadband detectors
Date Crossref
07/10/2025
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

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