納米級超薄硒化銦：或是半導(dǎo)體的未來

納米級超薄硒化銦是一種具有獨(dú)特性能的類石墨烯新半導(dǎo)體材料，其厚度從一層（~0.83 nm）到幾十層不等。這種新半導(dǎo)體材料的電學(xué)和光學(xué)性能研究是在2010年物理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)得主—英國曼徹斯特大學(xué)教授安德烈?海姆的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。近日烏克蘭和英國科學(xué)家在《Nature Nanotechnology》雜志上發(fā)表聯(lián)合文章《高電子遷移率、量子霍爾效應(yīng)和納米級超薄硒化銦中的異常光學(xué)響應(yīng)》，認(rèn)為硒化銦的實(shí)際應(yīng)用有可能導(dǎo)致納米電子學(xué)的革命。

石墨烯是由一層碳原子組成，與石墨烯不同，硒化銦是銦原子（In）和硒原子（Se）的二元化合物，厚度為四個(gè)原子，原子排列順序?yàn)镾e-In-In-Se。

該種半導(dǎo)體材料的納米膜是從與石墨烯結(jié)構(gòu)相類似的硒化銦層狀晶體大量錠中得到。2013年科學(xué)家們首次從硒化銦層狀晶體中剝離原子薄膜，2016年研究出這種材料厚度從1個(gè)納米到幾個(gè)納米的光學(xué)和電學(xué)性能。通過烏克蘭和英國科學(xué)家的聯(lián)合研究，硒化銦層狀晶體成功剝離至單層狀態(tài)。有趣的是，正如2004年首次獲得石墨烯一樣，剝離硒化銦的其余層也是使用的普通膠帶。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，這種材料的超薄納米層具有定性區(qū)別于其它類石墨烯二維（2D）晶體的獨(dú)特性能。因此，獲得的硒化銦樣品中，電子的遷移率（即速度）很高，尤其是與二硫化鉬和二硒化鉬相比，這個(gè)參數(shù)值很高。這一重要特性使得其在提高設(shè)備性能方面顯得尤為重要。

烏克蘭國家科學(xué)院物理和數(shù)學(xué)研究所切爾諾夫分院的研究團(tuán)隊(duì)是烏克蘭為數(shù)不多的系統(tǒng)從事類石墨烯二維（2D）晶體研究的團(tuán)隊(duì)，他們還積極開展新功能混合范德華納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)研究，特別是與其它所有已知的類石墨烯2D晶體相比，納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)石墨烯/多層硒化銦光敏性記錄值特點(diǎn)明顯（可達(dá)105A/W，當(dāng) λ = 633 nm時(shí)）。

全國納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)低維納米結(jié)構(gòu)與性能工作組的專家介紹，硒化銦是一種Ⅲ-Ⅵ族化合物，具有不同的化學(xué)組成，其中研究最多的是InSe和In2Se3。In2Se3是一種N型半導(dǎo)體化合物，可以應(yīng)用于光電轉(zhuǎn)化、光催化、電子器件等領(lǐng)域。

據(jù)低維材料在線91cailiao.cn的技術(shù)工程師Ronnie介紹，他們提供的硒化銦在室溫下的電子遷移率達(dá)到2,000 cm2/Vs，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了硅。在更低溫度下，這項(xiàng)指標(biāo)還會(huì)成倍増長。超薄的硒化銦，是處于硅和石墨烯之間的理想材料。在類似于石墨烯的低維材料里，硒化銦具有天然超薄的形態(tài)，使真正納米級的工藝成為可能。又和硅類似，硒化銦是優(yōu)秀的半導(dǎo)體。轉(zhuǎn)自低維材料在線：http://www.91cailiao.cn/index.php/news/xw47-50.html