2025-07-08 01:28来源:本站
光电检测或发射光,并用于许多不同行业的各种设备中。这些设备一直依赖于薄晶体管,这是一种由石墨烯和其他二维材料制成的小型半导体,可以控制电子和光子的运动。然而,石墨烯和其他材料经常存在带隙打开的问题和其他缺点,研究人员正在寻找替代品。
当用一种叫做Lewis酸处理的方法处理时,二硒化钯是满足光电器件需求的一种可能的解决方案。
分析这种方法的研究发表在《纳米研究》杂志上。
俄斯特拉发技术大学(vsb - two) ERA主席教授Mark H. r
mmeli教授说:“二硒化钯具有独特的物理特性,包括可调谐的带隙和令人印象深刻的器件性能。值得注意的是,它在环境空气中表现出长期稳定性,而无需额外的包装。”
受半导体物理学的启发,研究人员考虑了掺杂如何改变二硒化钯以提高其性能。掺杂是故意将杂质引入材料,导致三种类型的材料:原始,p型掺杂和n型掺杂。当p型掺杂材料和n型掺杂材料接触时,它们会产生p-n结。这个结对于光电器件是必不可少的,因为它是光到电子和电子到光转换发生的地方。
为了以可控的方式制造p型掺杂和n型掺杂的二硒化钯,研究人员使用了刘易斯酸处理。山东大学晶体材料国家重点实验室教授刘宏博士说:“控制掺杂水平可以使二硒化钯具有不同的能量带隙,这丰富了选择和设计p-n结的材料工具包或材料库。”
刘易斯酸处理可以引入钯原子的取代(锡从锡氯化,一种类型的刘易斯酸)在钯二硒化物。我们发现了掺杂水平与刘易斯酸浓度之间的数据拟合方程,这可能会激励人们操纵更多的p型掺杂二维材料。”
为了测试这种方法,研究人员制备了一种原始的二硒化钯薄膜。然后用路易斯酸处理对膜进行改性。经过初始Lewis酸处理后,钯二硒化膜的晶格结构没有变化,但通过成像证实了锡、钯和硒的出现峰。
这些峰证明锡可以用作p型掺杂剂。另外对不同浓度的氯化锡进行的试验表明,如何根据氯化锡的浓度来控制二硒化钯的阈值电压。这些指南可以应用于未来使用路易斯酸掺杂二硒化钯。它也可以为如何在其他半导体材料上进行类似的测试提供一个蓝图。
展望未来,研究人员将计划如何扩大这些二维材料的加工规模。“我们将展示p型掺杂二硒化钯在几种电子元件中的令人兴奋的应用,如场效应晶体管、光电探测器和光源。我们计划尝试优化半导体掺杂方法,这种方法可以很容易地被工业标准采用,并可以在不久的将来用于半导体工业的大规模生产。”
济南大学化学与材料科学教授庞金波博士说:“我们的最终目标是通过将基于二硒化钯的晶体管和光电探测器与基于聚合物的应变传感器集成在柔性衬底上,将这项技术应用于可穿戴和柔性电子产品中,从而形成一个用于人类健康监测应用的智能生物医学系统。”