中科院上海微系統(tǒng)所發(fā)現(xiàn)新型二維半導(dǎo)體量子材料

中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)了新型碳基二維半導(dǎo)體材料C3N。

研究人員采用2, 3-二氨基吩嗪小分子，通過水熱合成方法成功實現(xiàn)了該單層二維新材料的制備。該材料是一種由碳和氮原子構(gòu)成的類似石墨烯的蜂窩狀無孔有序結(jié)構(gòu)，是一種新型間接帶隙半導(dǎo)體，本征帶隙為0.39eV，帶隙可以通過納米尺寸效應(yīng)進行調(diào)控，理論計算和實驗結(jié)果一致?；趩螌覥3N薄膜的FET（場效應(yīng)晶體管）器件開關(guān)比可達5.5×1010，載流子遷移率可達220cm2V-1s-1；通過調(diào)控C3N量子點的尺寸，可以實現(xiàn)波長為400nm～900nm的光致發(fā)光。值得注意的是，該材料可以通過氫化實現(xiàn)空穴注入，并在96K溫度以下產(chǎn)生鐵磁長程序。帶隙的存在彌補了石墨烯沒有本征帶隙的缺點，氫化載流子的注入為調(diào)控該材料的電學(xué)特性提供了新的手段，鐵磁性預(yù)示著該材料體系具有豐富的物理內(nèi)涵。

該項研究為碳基二維材料家族增添了新成員，為探索基于該二維新材料的新特性和新器件奠定了基礎(chǔ)。 (新 華)