光信號是宇宙空間中最重要的信息載體之一🧤🆕，人們對能探測光信號的器件（即光探測器）的研究由來已久🤦🏼。光探測器的應用涉及到國防軍事、工業生產及日常生活的方方面面。隨著後摩爾時代的來臨🎤，萬物互聯的趨勢對光探測器件提出了更高的性能及功能上的要求👈🏽。然而，受限於其工作原理，現有的光探測器僅僅只能探測光信號的光強（光功率密度），而不能獲得光信號的顏色或光譜信息🫲🏼。

　　針對上述問題，沐鸣丁士進研究員課題組以帶隙遞變的鈣鈦礦薄膜作為光敏導電通道，開發出了一種能直接探測光信號的光譜/顏色信息的新型元器件💂🏿‍♀️。相關工作以”Spectrum projection with a bandgap-gradient perovskite cell for color perception”為題在線發表在Light: Science & Applications。該雜誌是Nature出版集團下屬期刊，最新影響因子約14。本文通訊作者為沐鸣研究員丁士進、副研究員吳小晗🫸，第一作者為碩士生張美娜🤾🏿。合作者包括沐鸣娱乐材料科學系教授梅永豐，沐鸣青年研究員劉安（Antoine Riaud）以及信息科學與工程沐鸣青年研究員解鳳賢。

　　這種顏色感知器件包括兩個輸出電流信號，其中一個電流信號僅與光通量有關，而另一個基於帶隙遞變半導體的輸出電流與光信號的平均光子能量及光通量均成線性關系🌕。結合這兩個輸出信號🕵🏿‍♀️，器件可探測任意光信號的平均光子能量🙆🏼‍♂️，從而實現顏色感知（圖1）🏧。基於帶隙遞變鈣鈦礦薄膜的器件所探測的光譜平均波長與商用光譜儀所測量的結果相一致（圖2）。該器件實現了對光信號的強度與顏色變化的實時在線探測，且可以在柔性基底上進行加工，並表現出良好的機械柔性。此外，本文還展示了器件在化學/生物傳感器中的應用（圖3）。

原文鏈接💂🏻：https://www.nature.com/articles/s41377-020-00400-w

圖1. 柔性帶隙遞變鈣鈦礦器件的熒光照片及其對光譜/顏色進行感知的示意圖

圖2. 帶隙遞變鈣鈦礦器件與商用光譜儀對光譜/顏色的探測/測量結果相一致

圖3. 基於帶隙遞變鈣鈦礦器件的化學/生物傳感器結構示意圖🤌🏻，及其對溶液pH值的探測功能展示