南方科技大学的科研团队近日在学术期刊Nano Letters上发表了一项引人注目的研究，题为“Room-Temperature Self-Powered Infrared Spectrometer Based on a Single Black Phosphorus Heterojunction Diode”。该研究由南方科技大学电子系助理教授陈晓龙领衔，博士研究生王晗担任第一作者。

这项研究利用了一种全新的材料——黑磷-二硫化钼（BP-MoS₂）异质结，成功制备了室温下的微型红外光谱仪。相较于传统红外光谱仪，这一创新在体积上有了巨大的缩小，仅为30×50 μm²，但工作波长范围却达到了1.7μm– 3.5μm，使得它在室温下就能正常运作。

研究人员在文中解释了这一创新的工作原理。通过栅压引起的量子限制法兰兹-卡尔迪西效应、斯塔克效应、莫斯-布尔斯坦效应等，使得BP-MoS₂异质结的光响应率曲线随栅压呈现非线性变化。当未知入射光谱照射BP-MoS₂异质结时，通过测量不同栅压下的光电流，再结合重构算法即可计算得到入射光的光谱。

这项研究在图表上也有清晰的呈现。图示了BP-MoS₂光谱仪的学习过程、采样和重建过程，同时还将其与其他已报道的基于二维材料的片上光谱仪进行了比较，凸显了其在工作温度、尺寸和光谱范围等方面的优势。

这一创新的面世，为光子芯片集成、片上光谱仪以及微型光谱仪领域提供了广阔的解决方案。这种室温下工作的微型红外光谱仪有望在未来的工业和实验室中发挥重要作用，将为相关领域带来全新的可能性和机遇。