丁古巧小组发现新型二维半导体量子材料

 

本报讯（记者黄辛）中科院上海微系统与信息技术所研究员丁古巧课题组独立发现新型碳基二维半导体材料C3N，相关研究成果日前在线发表于《先进材料》。

近年来以石墨烯为代表的二维新材料广受关注，尝试使用二维半导体材料替代传统硅材料已成为最重要的科技前沿之一，但由于石墨烯没有本征带隙，且现有打开带隙的技术途径存在不足，石墨烯替代硅显得极为困难，因而探索新型二维半导体材料，特别是碳基材料，依然任重道远。

研究人员使用2，3—二氨基吩嗪小分子为前驱体，水热合成实现了二维新材料C3N的制备。该材料为一种由碳、氮原子在平面内有序排列而构成的类似石墨烯的二维蜂窝状有序结构，是一种新型间接带隙半导体，本征带隙为0.39eV，带隙可以通过纳米尺寸效应进行调控，理论计算和实验结果一致。基于单层C3N薄膜的FET器件开关比可以高达5.5×1010。通过调控C3N量子点的尺寸，可以实现约400~900 nm的光致发光。“该材料可以通过氢化实现空穴注入，并在96K温度以下产生铁磁长程序。”丁古巧表示，带隙的存在弥补了石墨烯没有本征带隙的缺憾，氢化载流子注入为调控该材料的电学特性提供了新的手段。

《中国科学报》 (2017-03-12 第3版 综合)

(责任编辑：admin)