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纳米级超薄硒化铟:或是半导体的未来

发布时间:2017-05-25      点击次数:1369

   纳米级超薄硒化铟是一种具有独特性能的类石墨烯新半导体材料,其厚度从一层(~0.83 nm)到几十层不等。这种新半导体材料的电学和光学性能研究是在2010年物理学诺贝尔奖得主英国曼彻斯特大学教授安德烈·海姆的实验室进行的。近日乌克兰和英国科学家在《Nature Nanotechnology》杂志上发表联合文章《高电子迁移率、量子霍尔效应和纳米级超薄硒化铟中的异常光学响应》,认为硒化铟的实际应用有可能导致纳米电子学的革命。
    石墨烯是由一层碳原子组成,与石墨烯不同,硒化铟是铟原子(In)和硒原子(Se)的二元化合物,厚度为四个原子,原子排列顺序为Se-In-In-Se
    该种半导体材料的纳米膜是从与石墨烯结构相类似的硒化铟层状晶体大量锭中得到。2013年科学家们从硒化铟层状晶体中剥离原子薄膜,2016年研究出这种材料厚度从1个纳米到几个纳米的光学和电学性能。通过乌克兰和英国科学家的联合研究,硒化铟层状晶体成功剥离至单层状态。有趣的是,正如2004年获得石墨烯一样,剥离硒化铟的其余层也是使用的普通胶带。
    科学家们发现,这种材料的超薄纳米层具有定性区别于其它类石墨烯二维(2D)晶体的独特性能。因此,获得的硒化铟样品中,电子的迁移率(即速度)很高,尤其是与二硫化钼和二硒化钼相比,这个参数值很高。这一重要特性使得其在提高设备性能方面显得尤为重要。
    乌克兰国家科学院物理和数学研究所切尔诺夫分院的研究团队是乌克兰为数不多的系统从事类石墨烯二维(2D)晶体研究的团队,他们还积极开展新功能混合范德华纳米异质结构研究,特别是与其它所有已知的类石墨烯2D晶体相比,纳米异质结构石墨烯/多层硒化铟光敏性记录值特点明显(可达10/W,当 λ = 633 nm时)。
    全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组的专家介绍,硒化铟是一种-化合物,具有不同的化学组成,其中研究zui多的是InSeIn2Se3In2Se3是一种N型半导体化合物,可以应用于光电转化、光催化、电子器件等领域。
    据低维材料在线91cailiao.cn的技术工程师Ronnie介绍,他们提供的硒化铟在室温下的电子迁移率达到2,000 cm2/Vs,远远超过了硅。在更低温度下,这项指标还会成倍増长。超薄的硒化铟,是处于硅和石墨烯之间的理想材料。在类似于石墨烯的低维材料里,硒化铟具有天然超薄的形态,使真正纳米级的工艺成为可能。又和硅类似,硒化铟是的半导体。

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