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2026 article

Self-Powered and High-Sensitivity 2D Perovskite/InSe Heterostructure Waveguide Photodetector for On-Chip Visible-Light Biosensing

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Rattachement africain : cn, Soudan, my, ca. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Visible-light photonic integrated circuits (PICs) with self-powered and high-sensitivity waveguide photodetectors (PDs) are essential for advancing next-generation biosensing, optogenetics, and DNA sequencing technologies. Conventional bulk-material-based visible PDs integrated on silicon nitride (SiN) platforms have limitations, including complex fabrication, lattice mismatch, and the need for high bias voltages in avalanche detection, which hinder low-cost manufacturing and energy-efficient scalability. Here, we present a self-powered 2D perovskite/InSe van der Waals (vdWs) heterostructure waveguide PD integrated onto a SiN photonic platform for on-chip visible-light biosensing. Leveraging the strong light-matter interaction of 2D perovskite and the built-in electric field at the perovskite/InSe interface, the device achieves an ultralow dark current of 2.6 × 10 –13 A at zero bias and exceptional sensitivities, with normalized photocurrent-to-dark-current ratios (NPDRs) of up to 5.0 × 10 7 mW –1 . The PD exhibits fast temporal response (∼20 ms) and excellent self-powered operation, enabling energy-efficient visible-light detection. We further demonstrate visible SiN slot waveguides monolithically integrated with 2D vdWs PDs for fluorescence-labeled DNA detection, yielding a sensitivity of 30.6 pA μM –1 and a detection limit of 100 nM at zero bias. Our results establish a scalable route to energy-saving, high-performance visible-light biosensing PICs based on 2D vdWs heterostructure PDs.

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
Self-Powered and High-Sensitivity 2D Perovskite/InSe Heterostructure Waveguide Photodetector for On-Chip Visible-Light Biosensing
Date Crossref
06/04/2026
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
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

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