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納米級(jí)超薄硒化銦:或是半導(dǎo)體的未來
閱讀:2300 發(fā)布時(shí)間:2017-5-25 納米級(jí)超薄硒化銦是一種具有*性能的類石墨烯新半導(dǎo)體材料,其厚度從一層(~0.83 nm)到幾十層不等。這種新半導(dǎo)體材料的電學(xué)和光學(xué)性能研究是在2010年物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)得主—英國(guó)曼徹斯特大學(xué)教授安德烈·海姆的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。近日烏克蘭和英國(guó)科學(xué)家在《Nature Nanotechnology》雜志上發(fā)表聯(lián)合文章《高電子遷移率、量子霍爾效應(yīng)和納米級(jí)超薄硒化銦中的異常光學(xué)響應(yīng)》,認(rèn)為硒化銦的實(shí)際應(yīng)用有可能導(dǎo)致納米電子學(xué)的革命。
石墨烯是由一層碳原子組成,與石墨烯不同,硒化銦是銦原子(In)和硒原子(Se)的二元化合物,厚度為四個(gè)原子,原子排列順序?yàn)?/span>Se-In-In-Se。
該種半導(dǎo)體材料的納米膜是從與石墨烯結(jié)構(gòu)相類似的硒化銦層狀晶體大量錠中得到。2013年科學(xué)家們從硒化銦層狀晶體中剝離原子薄膜,2016年研究出這種材料厚度從1個(gè)納米到幾個(gè)納米的光學(xué)和電學(xué)性能。通過烏克蘭和英國(guó)科學(xué)家的聯(lián)合研究,硒化銦層狀晶體成功剝離至單層狀態(tài)。有趣的是,正如2004年獲得石墨烯一樣,剝離硒化銦的其余層也是使用的普通膠帶。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),這種材料的超薄納米層具有定性區(qū)別于其它類石墨烯二維(2D)晶體的*性能。因此,獲得的硒化銦樣品中,電子的遷移率(即速度)很高,尤其是與二硫化鉬和二硒化鉬相比,這個(gè)參數(shù)值很高。這一重要特性使得其在提高設(shè)備性能方面顯得尤為重要。
烏克蘭國(guó)家科學(xué)院物理和數(shù)學(xué)研究所切爾諾夫分院的研究團(tuán)隊(duì)是烏克蘭為數(shù)不多的系統(tǒng)從事類石墨烯二維(2D)晶體研究的團(tuán)隊(duì),他們還積極開展新功能混合范德華納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)研究,特別是與其它所有已知的類石墨烯2D晶體相比,納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)石墨烯/多層硒化銦光敏性記錄值特點(diǎn)明顯(可達(dá)10/W,當(dāng) λ = 633 nm時(shí))。
全國(guó)納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)低維納米結(jié)構(gòu)與性能工作組的專家介紹,硒化銦是一種Ⅲ-Ⅵ族化合物,具有不同的化學(xué)組成,其中研究zui多的是InSe和In2Se3。In2Se3是一種N型半導(dǎo)體化合物,可以應(yīng)用于光電轉(zhuǎn)化、光催化、電子器件等領(lǐng)域。
據(jù)低維材料在線91cailiao.cn的技術(shù)工程師Ronnie介紹,他們提供的硒化銦在室溫下的電子遷移率達(dá)到2,000 cm2/Vs,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了硅。在更低溫度下,這項(xiàng)指標(biāo)還會(huì)成倍増長(zhǎng)。超薄的硒化銦,是處于硅和石墨烯之間的理想材料。在類似于石墨烯的低維材料里,硒化銦具有天然超薄的形態(tài),使真正納米級(jí)的工藝成為可能。又和硅類似,硒化銦是的半導(dǎo)體。