新型二維半導(dǎo)體設(shè)計(jì)研究**突破

時(shí)間：2016-02-20作者：南京牧科納米科技有限公司瀏覽：47

	


	 


	近日，南京理工大學(xué)納米光電材料研究所曾海波團(tuán)隊(duì)，在全新二維半導(dǎo)體設(shè)計(jì)方面**重要突破，相關(guān)成果以 “Atomically Thin Arsenene and Antimonene: Semimetal–Semiconductor and Indirect–Direct Band-Gap Transitions” 為題在線發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. In. Ed., 2015, DOI: 10.1002/anie.201411246）上，并被選為“熱點(diǎn)文章(Hot Paper)”、期刊封面。該期刊由德國(guó)Wiley公司出版，是化學(xué)與材料等學(xué)科良好期刊，影響因子為11.3。**作者為張勝利博士，曾海波教授為通訊作者。


	近年來(lái)，原子級(jí)厚度二維晶體材料，如石墨烯、硅烯和鍺烯等，展現(xiàn)出**的性能，被廣泛應(yīng)用于信息、能源器件。然而，這些碳族二維晶體也暴露了嚴(yán)重的弱點(diǎn)——零帶隙，嚴(yán)重影響了它們?cè)陔娮印⒐怆娮悠骷械膽?yīng)用。此外，化物二維晶體帶隙小于2.0 eV，而氮化硼白石墨烯帶隙則高達(dá)6.0 eV。顯然，二維半導(dǎo)體的帶隙、響應(yīng)光譜波段存在嚴(yán)重缺失，影響了相應(yīng)器件的發(fā)展。


	曾海波課題組設(shè)計(jì)了具有高穩(wěn)定性、寬帶隙的新型二維單元素半導(dǎo)體——單層砷烯(Arsenene)和烯(Antimonene)。首先，這兩類二維材料的穩(wěn)定性非常引人注目。一方面，所選取的母體晶體結(jié)構(gòu)是它們較穩(wěn)定的構(gòu)型，其層間作用力僅與六方氮化硼接近。另一方面，砷烯和烯中每個(gè)原子遵循八電子配位，自我調(diào)整形成了高穩(wěn)定的波浪狀二維結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的聲子譜完全沒(méi)有虛頻。因此，實(shí)驗(yàn)上很可能通過(guò)機(jī)械剝離、液相剝離、氣相生長(zhǎng)等制備這兩類材料。其次，這兩類二維材料展現(xiàn)了具有重要應(yīng)用前景的電子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。砷和的層狀塊材是典型的半金屬。而**性原理計(jì)算結(jié)果顯示，當(dāng)減薄到一個(gè)原子厚度后，它們轉(zhuǎn)變成了間接帶隙半導(dǎo)體，帶隙值分別為2.49和2.28 eV，正好對(duì)應(yīng)于藍(lán)光光譜范圍。此外，加載微小的雙軸應(yīng)變，就可實(shí)現(xiàn)從間接到直接帶隙的轉(zhuǎn)變，以及帶隙大小的調(diào)控。這些電子結(jié)構(gòu)特征表明，砷烯和烯在藍(lán)光探測(cè)器、LED、激光器方面具有應(yīng)用潛力，甚至可用于柔性透明力-電、力-光傳感器。


	自2004年發(fā)現(xiàn)石墨烯后，研究人員主要集中在IV碳族二維體系，忽視了V氮族。該工作設(shè)計(jì)的砷烯烯，及近兩年發(fā)展迅猛的磷烯，有可能共同掀起氮族二維半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)和理論研究的熱潮。該工作在線三天內(nèi)即獲得了****的廣泛興趣。一方面，從arXiv預(yù)印本文庫(kù)獲悉，該工作已經(jīng)被愛(ài)爾蘭都柏林圣三一學(xué)院Jonathan N. Coleman教授正面引用。另一方面，該工作已經(jīng)被NanoWerk、ChemistryViews、Nature等**學(xué)術(shù)媒體進(jìn)行了亮點(diǎn)報(bào)道。


	


南京牧科納米科技有限公司專注于石墨烯,類石墨烯,二維單晶,黑磷,氮化硼,化鉬等

• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 追趕石墨烯……

  單層石墨烯（上）激發(fā)了科學(xué)家探索半導(dǎo)體單晶材料——如二維黑磷單晶（中）和二硫化鉬（下）——的熱情。圖片來(lái)源： C. BICKEL 通常情況下，膠帶不會(huì)被看作是一種具有科學(xué)突破性的進(jìn)展。但是當(dāng)英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆（Andre Geim）和康斯坦丁·諾沃肖羅夫（Konstantin Novoselov）（兩人在2010年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）2004年與同事在《科學(xué)》雜志發(fā)表了他們的研

• 石墨烯及二維材料的解理**重大突破－－壁虎爪子的啟示

  石墨烯自從2004年被報(bào)道以來(lái)，得到了廣泛和深入的研究，以其優(yōu)異的力學(xué)性質(zhì)，光學(xué)和電學(xué)等性質(zhì)，石墨烯的發(fā)現(xiàn)激發(fā)了人們對(duì)二維材料探索的熱情。眾所周知，Geim組**次發(fā)現(xiàn)石墨烯是通過(guò)一種簡(jiǎn)單的方法，用膠帶將機(jī)械解理的石墨轉(zhuǎn)移到二氧化硅基底上。作為二維材料研究的**，A. Geim和 K.S NoVoselov也因此獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這種簡(jiǎn)單有效的方法在近十多年來(lái)被廣泛應(yīng)用到其他二維材料

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