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在介质衬底上黑磷及其合金的高质量单晶薄膜制备
材料人客服小谭     29天前 微信扫码分享 登录后可收藏  
应用场景:
新型光电子器件
关键性能:
黑磷薄膜单晶晶畴尺寸达到亚厘米级。所生长的黑磷单晶薄膜的XRD (004)衍射峰的半峰宽仅为0.08°
产品介绍:

据中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所官网报道,张凯团队与合作者设计开发了一种新的缓释控源的生长策略利用“分子筛”多孔供源通道控制磷源缓释供给,维持稳定的低压生长环境,避免传统的磷源对流供给模式而获得可控的扩散供给模式,有效降低成核密度及晶体缺陷同时理论计算表明,缓释供源策略营造的准平衡低压生长条件,显著提高了成核势垒而有效降低了成核速率,使薄膜生长保持层-层生长模式,最终得到均匀的高质量单晶薄膜。利用这种技术率先突破了大面积黑磷单晶薄膜材料的生长,黑磷薄膜单晶晶畴尺寸达到亚厘米级,薄膜的厚度可以通过磷源供应量在几纳米到几百纳米范围调节,在充足磷源供应和生长时间下薄膜可以生长至覆盖整个衬底。所生长的黑磷单晶薄膜XRD (004)衍射峰的半峰宽仅为0.08°,显示出优异的单晶性,低温下载流子迁移率高达 6500 cm2V-1s-1开关比106,并首次在直接生长的黑磷薄膜中观测到了Shubnikov–de Haas量子振荡该生长技术还可以推广到黑磷合金的单晶薄膜生长,并实现合金组分连续调控的能带工程,使黑磷薄膜的室温红外发光拓宽到可覆盖3.7-6.9 μm的光谱范围。 此项工作突破性解决了黑磷及其合金的单晶薄膜制备问题,有望推动黑磷材料体系在后摩尔时代高密度异质集成电子及新型光电子器件等方面广泛应用。相关研究成果以Growth of single-crystal black phosphorus and its alloy films through sustained feedstock release为题,在《自然·材料》(Nature Materials)期刊在线发表。


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