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oe1(光电查) - 科学论文

262 条数据
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  • 基于二维材料的垂直双异质结双极晶体管，具有高电流放大能力

    摘要： 异质结双极晶体管（HBT）与传统的同质结双极晶体管不同，其发射极-基极-集电极各层由不同的半导体材料构成?；诙牧希?DM）的异质结因其广泛的本征物理和电学特性而备受关注。此外，通过范德华力形成的无应变异质结构可实现真正的带隙工程，无需考虑晶格常数失配。这些特性使得制造高性能异质结器件（如传统外延技术难以实现的HBT）成为可能。本文采用干法转移技术，利用垂直堆叠的二维材料（n-MoS2/p-WSe2/n-MoS2）构建了NPN型双异质结双极晶体管（DHBT）。实验观测到DHBT中基极-发射极和基极-集电极两个PN结的形成。这种由二维材料构成的NPN型DHBT展现出优异的电学特性，具有高度放大的电流调制能力。这些成果有望拓展基于各类二维材料的异质结电子器件的应用领域。

    关键词： 二维材料、二硒化钨、P-N结、异质结双极晶体管、二硫化钼

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 单层TX2/反铁磁MnO（T=Mo，W；X=S，Se）范德华异质结中的谷分裂与自旋分裂

    摘要： 通过第一性原理计算系统研究了反铁磁MnO(111)衬底上单层MoS2、WS2、MoSe2和WSe2的电子结构。发现MnO堆叠会破坏时间反演对称性并导致谷极化。MoS2/MnO、WS2/MnO、MoSe2/MnO和WSe2/MnO在K点的谷分裂分别为161、193、171和125 meV，在K'点为18至253 meV。这种堆叠构型还会诱导MoS2产生p型或n型掺杂，表明通过MnO堆叠可调控异质结的电导率。此外，我们还计算了Mn终止(III)构型下WS2/MnO、MoSe2/MnO和WSe2/MnO异质结构的电子结构，发现K点自旋分裂分别为553、324和481 meV，K'点为215、9和284 meV。MnO衬底的终止面还能调控单层MoS2、WS2、MoSe2和WSe2的自旋分裂。六种可能界面构型中MoS2/MnO的K点自旋分裂范围为24至291 meV，K'点为18至253 meV。这些结果展示了一类新型异质结构，在自旋电子学和谷电子学器件中具有潜在应用价值。

    关键词： 二维材料、异质结构、过渡金属二硫化物、第一性原理计算

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 半导体BiN单层的机械可控强二维铁电性与光学性质

    摘要： 基于密度泛函理论和现代铁电极化计算的Berry相位方法，研究了具有类磷烯结构的二维(2D)氮化铋(BiN)单层材料的结构、电子、铁电及光学特性。声子谱分析、分子动力学模拟及总能量比较表明，该BiN单层是稳定的二维铁电材料，其极化强度高达580 pC/m，且铁电极化可维持至500 K高温。进一步研究发现：通过施加2.54 N/m的[010]方向拉伸应力或-1.18 N/m的[100]方向压缩应力，可使BiN单层的极化方向在桥接鞍点相中轻松从[100]转向[010]方向。这种相变使其晶格常数变化范围显著大于其他非铁电二维材料。此外，沿极化方向施加单轴拉伸应力可固定极化并改变半导体能隙（从直接带隙转变为间接带隙）。其光学特性表现为在4 eV光子能量以下具有极强的反射率各向异性。这些显著的铁电、力学、电子及光学特性表明，二维BiN单层材料可用于制备可拉伸电子器件和光学应用器件。

    关键词： 二维材料、光学性质、单层、机械操纵、二维铁电性、二维半导体

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 无机-有机二维CdSe板-二胺量子网络合成

    摘要： 多孔半导体因其高比表面积的独特结构特性以及固有的光学和电子性能而备受关注。本研究展示了无机-有机二维CdSe薄片-二氨基辛烷（DAO）多孔量子网络结构的合成。研究发现，这种混合二维CdSe-DAO层状结构会解离形成多孔网络结构，同时保持CdSe薄片约1纳米的超薄厚度。此外，量子网络中的CdSe薄片在吸收光谱中显示出高度红移的激子跃迁，表明其具有强限域的电子结构。通过使用不同碳链长度的正烷基二胺进行合成控制实验，以及用油胺对DAO进行配体交换，我们探究了这种多孔结构可能的形成机制。研究表明，长链DAO之间强烈的范德华作用力可能对CdSe薄片施加显著的拉伸应力，最终导致薄片解离。进一步研究CdSe-DAO量子网络的热分解过程可形成形貌规整的CdSe纳米棒。我们认为当前这种处于强量子限域状态下的CdSe-DAO量子网络，将为多孔半导体纳米结构提供新类型，可应用于催化剂、电子器件和光电子学等多个技术领域。

    关键词： 量子网络、多孔材料、半导体纳米晶体、硒化镉、二维材料

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 二维MoSe2的相位工程与光学特性：前景与挑战

    摘要： 通过锂插层选择性控制MoS2从2H相到1T′相的转变（即单层MoS2的相工程），因能降低MoS2接触电阻且与CMOS器件架构兼容，近期在纳米电子学领域引发关注。本文报道了相关MoSe2体系的"芯片级"2H到1T′相变——该材料具有更小的1.55 eV 2H带隙，且1T′相转变应更具热力学优势。我们首次实现了SiO2和蓝宝石衬底上单层MoSe2的芯片级2H到1T′相变。尽管金属态数量增加，芯片级1T′-MoSe2仍展现出更高透明度，表明其光电特性可调，有望应用于透明电极和能量收集领域。同时阐述了正丁基锂暴露法进行芯片级相工程带来的挑战：密度泛函理论(DFT)计算显示，需在MoSe2单层两侧存在Li+离子才能产生1T′相变的强热力学驱动力。研究发现图案化正丁基锂暴露过程存在不一致性且动力学差异显著。鉴于正丁基锂工程化1T′-MoSe2的稳定性问题，我们认为该工艺不适合作为二维电子器件的可靠制备技术。

    关键词： 二硫化钼，二维材料，相工程，纳米材料

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于数据驱动与概率学习方法解析溶液生长碲烯的"工艺-结构-性能"关系，实现高性能纳米电子器件纳米制造的优化

    摘要： 二维（2-D）半导体作为下一代超大规模晶体管技术的替代沟道材料已被深入研究[1-8]。然而，当前最先进的二维材料在实现节能电子器件潜力方面仍面临重大障碍（如载流子迁移率低[9-11]、稳定性差[4,5,10]以及规?；熬安幻鱗10,12-15]）。新兴的溶液生长碲烯展现出优异特性——包括高室温迁移率、大导通电流密度、空气稳定性，以及通过低成本可扩展工艺调控材料性能的能力，为应对这些挑战提供了可能[16]。但碲烯水热制备的基础制造科学仍不明确。本研究首次系统性地通过数据驱动方法，揭示了溶液生长碲烯中工艺-结构-性能的关系，通过整合实验探索与数据分析的整体性研究，阐明了工艺参数对碲烯产率、尺寸及晶体管相关性能的影响。我们进一步应用这些基础认知开发出具有优化可靠性能的碲烯晶体管，从而能够以经济高效的方式实现高速节能电子器件。

    关键词： 过程-结构-性能关系、二维材料、节能电子学、纳米制造、碲烯、数据驱动学习

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 氧化石墨烯与过渡金属二硫化物之间的二维肖特基结：光响应特性与电催化性能

    摘要： 二维石墨烯是导体而非半导体。二维过渡金属二硫化物（TMD）是半导体而非导体。制备同时兼具石墨烯与TMD优势的二维复合材料已被证明具有挑战性。本研究合成了少层厚度的二维WS?/二维GO和二维MoS?/二维GO复合材料。电子结构显示该二维复合材料中存在高含量的Mo??3d?/?和W??4f?/?低结合能态，这归因于二维复合材料表面硫原子的部分缺失以及新形成的C-W-S和C-Mo-S杂原子键。研究建立了二维GO与二维TMD（二维G-T结）之间的肖特基结并表现出显著光电响应。这两种二维复合材料的优异电催化性能源于二维TMDs与二维GO之间的二维肖特基结。二维肖特基结（二维G-T结）中的层间电子耦合激活了二维TMDs或GO二维表面上的惰性位点?；诙琖S?/二维GO的染料敏化太阳能电池（DSCs）在标准太阳光照强度（AM1.5，100 mW cm?2）下的功率转换效率达9.54%，这是无铂对电极DSCs报道的最高效率之一。最后，二维WS?/二维GO复合材料作为DSCs对电极展现出卓越稳定性。

    关键词： 光响应、层间电子耦合、二维材料、电催化剂、石墨烯、过渡金属二硫化物、肖特基结

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于层状硫化镓的可调谐宽带宽谐振器

    摘要： 宽带宽和高频工作是谐振器在通信设备、能量收集器、惯性传感器和电子元件等广泛应用中的两大理想特性。然而要同时实现这两项前提条件并保持可检测的振动幅度极具挑战性。本研究展示了基于层状硫化镓(GaS)的纳米机电谐振器，这些谐振器在环境条件下表现出10-25 MHz的共振频率及数百kHz的带宽，且可通过预先设定器件尺寸进行简单调控。因此本研究表明，除了在电子和光电子应用中具有优异性能外，GaS还可作为高性能核心元件应用于纳米谐振器领域。

    关键词： 机电特性、宽带谐振器、硫化镓、二维材料

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 电子辐照对少层MoS?场效应晶体管输运与场发射特性的影响

    摘要： 采用Ti/Au电极的少层MoS2场效应晶体管的电学特性测试在扫描电子显微镜真空腔室中进行，旨在研究电子束辐照对器件输运特性的影响。观测到负阈值电压偏移和载流子迁移率增强现象，这归因于辐照过程中SiO2栅氧化层内捕获的正电荷。当辐照剂量达到100e-/nm2时，晶体管沟道电流增大了三个数量级。最终通过对MoS2薄片的完整场发射特性表征——在阳极-阴极间距约1.5微米时实现数小时发射稳定性、最小开启场强≈20V/μm且场增强因子约500——证实少层MoS2适合作为冷阴极应用的二维发射表面。

    关键词： 电子束辐照、二维材料、场发射、二硫化钼、场效应晶体管

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 用于传感器应用的白石墨烯物理特性分析与建模

    摘要： 白石墨烯作为一种二维材料，具有由硼和氮原子构成的蜂窝状晶格。其力学性能与石墨烯相似，但由于存在约5.5电子伏特的大带隙，电学特性截然不同。此外，弛豫时间对其性能起关键作用，直接影响该材料中的电子转移速度。白石墨烯属于绝缘体，但其介电极化不依赖电场，且任何外应力都无法改变弛豫的线性响应。本研究对白石墨烯的若干物理特性及其弛豫时间进行了探究与建模，最终获得了可接受的研究结果，为未来传感器应用中以单层白石墨烯替代二氧化硅作为绝缘材料带来了新希望。

    关键词： 蜂窝晶格、石墨烯、带隙、二维材料、白石墨烯

    更新于2025-09-23 15:23:52