国家纳米科学中心中科院纳米系统与多级次制造重点实验室何军

xueyan

新型二维硫族半导体：设计、合成以及器件应用

Two-Dimensional Metal Chalcogenide Semiconductors: Design, Synthesis andApplications

何军

国家纳米科学中心，北京市海淀区中关村北一条11号

hej@nanoctr.cn

当材料的特征尺寸降低到纳米级别时，半导体就会展现出一些常规尺寸下所不具有的特性，例如量子限域效应、高的静电调控能力、以及强的光-物质相互作用。在众多的低维结构中，由于二维结构与传统微电子加工技术以及柔性基底具有非常好的兼容性，使得程二维结构的半导体材料在电子和光电子方面的革新浪潮中处于领导地位。因此，对二维半导体的研究具有重要意义。目前为止，本身具有层状和非层状结构的材料都可以以二维的形态被制备出来。其中，对于二维层状材料，尤其是过渡金属双硫族化物的研究已经取得了很大的进展。然而，这方面的研究还仍处于初始阶段，很多重要问题还亟待解决，更系统深入的研究还有待进行。另外值得注意的是，由于大多数半导体都具有非层状的晶体结构，因此实现非层状半导体的二维生长将具有重要的意义。基于以上的问题和挑战，我们的研究主要集中于二维金属硫族化物的设计、合成以及应用方面。在本报告中，我将集中讨论以下两个方面：

1. 二维层状金属硫族化合物的可控制备、物理性质以及电子和光电子方面的应用。[1, 3-5,10]

2. 二维非层状材料的范德华外延、电子和光电子性质研究，包括CdTe、PbS以及Pb1-xSnxSe等纳米片。[2, 6-9]

关键词：二维层状半导体；非层状半导体的二维生长；范德华外延；光电器件应用

参考文献：

【1】      R. Q. Cheng, F. Wang, L. Yin, Z. X.Wang, Y. Wen, T. Shifa and J. He*, NatureElectronics. 1, 356 (2018)

【2】      Y. Wen, Q. S Wang, K. M. Cai, R. Q.Cheng, L. Yin, Y. Zhang, J. Li, Z. X. Wang, F. Wang, F. M. Wang, T. A. Shifa,C. Jiang*, H. Lee*, and J. He*, Sci.Adv. 4, eaap7916 (2018)

【3】      F. Wang, Z. X. Wang, L. Yin, R. Q.Cheng, J. Wang, Y. Wen, T. Shifa, F. M. Wang, Y. Zhang, X. Y. Zhan, and J. He*,Chem. Soc. Rev. 47, 6296 (2018)

【4】      Y. Zhang, L. Yin, J. Chu, T. Shifa, J.Xia, F. Wang, Y. Wen, X. Zhan, Z. Wang*, J. He*, Adv. Mater. 1803665 (2018)

【5】      K. Xu, D. Chen, F. Yang, Z. X. Wang, L.Yin, F. Wang, R. Q. Cheng, K. Liu, J. Xiong*, Q. Liu*, J. He*, Nano Lett. 17, 1065 (2017)

【1】      R. Q. Cheng, Y. Wen, L. Yin, F. M. Wang,F. Wang, K. Liu, T. A. Shifa, J. Li, C. Jiang, Z. X. Wang*, J. He*, Adv. Mater. 29, 1703122 (2017)

【2】      Y. Wen, L. Yin, P. He, Z. X. Wang, X.Zhang, Q. S. Wang, T. A. Shifa, K. Xu, F. M. Wang, X. Zhan, F. Wang, C. Jiang,and J. He*, Nano Lett. 16, 6437(2016)

【3】      Y. Wen, Q. S. Wang, L. Yin, Q. Liu, F.Wang, F. M. Wang, Z. X. Wang, K. Liu, K. Xu, Y. Huang, T. A. Shifa, C. Jiang*,J. Xiong* and J. He*, Adv. Mater. 28,8051 (2016)

【4】      Q. S. Wang, Y. Wen, P. He, L. Yin, Z. X.Wang, F. Wang, K. Xu, Y. Huang, F. M. Wang, C. Jiang and J. He*, Adv. Mater. 28, 6497 (2016)

【5】      F. Wang, Z. X. Wang, K. Xu, F. M. Wang,Q. S. Wang, Y. Huang, L. Yin and J. He*, NanoLett. 15, 7558 (2015)