近日，电子科技大学基础与前沿研究院巫江教授团队联合哈尔滨工业大学（深圳）陈怡沐教授在Advanced Materials发表题为“High-Fidelity and Low-Latency Machine Vision via Manipulation of Contact Potential Behaviors at Perovskite Hetero-Interfaces”的研究论文。基础与前沿研究院2023级博士研究生周翔宇为论文的第一作者，沈凯副研究员、任武洋副研究员、陈怡沐教授和任翱博研究员为论文共同通讯作者，基础与前沿研究院为论文第一单位。

　　人工智能驱动的机器视觉技术正在改变工业检测、医疗诊断与交通监控等领域的感知范式，这对其核心硬件（图像传感器）提出了高保真与低延迟的双重要求。卤化物钙钛矿因其优异的光电性能、可调谐禁带宽度和可溶液加工等优势，被视为新一代机器视觉硬件的理想感知材料。然而，钙钛矿光电探测技术长期面临着“效率-速度”的权衡问题：实现高外量子效率（EQE）通常需要增加吸收层厚度以增强光吸收，但同时会延长载流子传输时间，导致响应速度受限，难以满足高速动态场景的实时感知需求，制约了其在高保真、低延迟智能视觉系统中的应用。因此，如何在保证高量子效率的同时实现器件超快响应是钙钛矿光电探测领域亟待解决的关键问题。

　　针对这一难题，本研究明晰了在高EQE条件下（>80%）限制器件响应速度的根本物理机制，即响应时间主要由载流子输运过程决定，而非传统的电阻-电容时间常数限制，从而提出了一种基于偶极分子修饰的界面接触电势调控策略。该策略通过设计并引入具有强极化能力的偶极分子修饰层，有效改善了界面电荷分布，增强了异质界面的电势差并均匀化了电势分布，最终抑制了非辐射复合并大幅加速了载流子输运。优化后的钙钛矿光电探测器件能够同时达到超过88%的EQE和25.7 MHz的高带宽（响应时间为23.8ns），成功实现了对于高速旋转物体的无拖影成像，展现出优异的高保真与低延迟机器视觉能力。

　　本研究从器件物理出发，系统阐明了界面接触电势调控对于突破“效率-速度”权衡问题的物理机制，该高保真和低延迟探测器件进一步靠近了视觉器件响应速度极限，为人工智能时代的新型高性能视觉探测技术提供了核心器件支撑。

图1. 视觉器件响应机制分析及关键性能参数对比

　　沈凯，电子科技大学基础与前沿研究院副研究员，硕士生导师。2017年和2021年于伦敦大学学院分别获得硕士（本硕连读）和博士学位。主要从事半导体薄膜材料及新一代智能光电器件的理论和应用研究，研究成果以第一/通讯作者在Nature Communications、Advanced Materials、Applied Physics Letters及IEEE系列等期刊上发表文章18篇，主持国家某部委领域基金项目、国家自然科学基金青年基金项目等多项国家级/省部级项目，授权发明专利10项。担任Discover Nano编委、兵器装备工程学报科学编辑等。