原标题：【博创基金微展现】第4期 赵清华：二维硒化物半导体资料光电子器材构筑及其环境安稳性研讨

　　自2004年初次成功制备石墨烯以来，二维资料凭仗其优异的机械，电学，光学及光电功能受到了人们的广泛重视。由面内较强的共价键和层间较弱的范德华力一起决议的层状结构，使二维资料可以在单个或几个原子厚度的几许形状下坚持热力学安稳。得益于其超薄的特性和无悬挂键的外表，在无需考虑晶格失配的约束条件下，可构筑多种功能优异的范德瓦尔斯异质结构，有望在未来微纳米电子及其光电子使用范畴发挥巨大作用。近年来，根据二维硒化镓和硒化铟的理论立异和使用研讨不断获得新的开展和打破。二维硒化镓和硒化铟共同的电子能带结构和较强的光-物质相互作用，使其光电子器材对外部影响反响极端灵敏，一起也在实践使用中带来了一系列的应战。根据此，本博士论文立异基金项目依托于凝结技能国家要点试验室、辐射资料与器材工业和信化部要点试验室，受国家留学基金委的联合赞助，就环境气氛，光照及应变对二维硒化镓和硒化铟资料功能和器材呼应的影响和调控进行了研讨和探求。

　　二维资料的层状结构和较大的比外表积决议了其功能对环境气氛和外部影响的灵敏性。本项目首要评论了空气气氛对二维硒化镓和硒化铟资料安稳性的影响。试验调查发现，伴随着微观和微观外表描摹以及化学成分的改动，二维硒化镓可以在空气中彻底退化，终究会导致光勘探器材的失效。一起，激光照耀可以加快这一退化进程的产生。而二维硒化铟的晶体结构和外表描摹在空气中未产生显着改动，但光勘探器器材呼应随露置在空气中的时刻改动明显，终究可在空气中完成长时间安稳的呼应。进一步剖析得知，以上试验现象都与空气中的气体分子（例如氧气和水）和资猜中的缺点（例如硒空位）相互作用有关。二维硒化镓光勘探器的失效可归因于由空气分子引起的从晶态硒化镓到非晶态氧化镓的改动，而二维硒化铟功能的改动与资猜中硒空位的钝化相关。根据以上研讨结果，选用六方氮化硼包覆或可控的空气钝化处理可完成安稳二维硒化镓和硒化铟光勘探器的制备。

　　根据二维资料无悬挂键的外表和干法搬运技能，将二维半导体资料片层直接搭接在金属电极外表构筑的纯范德瓦尔斯金属-半导体界面可以防止半导体与金属之间共价键的构成，削弱由界面处的化学无序导致的费米能级钉扎，是研讨二维半导体与金属电极之间肖特基触摸特性的抱负载体。别的，由空气分子引起的二维硒化铟资料内部缺点的钝化，不只可以改动二维硒化铟资料的本征特性，一起也可以钝化二维硒化铟的外表缺点能级，有利于构筑高质量的肖特基触摸界面。据此，本项目又深化探求了根据范德瓦尔斯触摸的二维硒化铟与不同金属电极之间的肖特基电学输运特性。试验测定结果标明，室温下金，铂以及少层石墨电极与二维硒化铟之间的肖特基势垒分别为460 meV，540 meV和低于100 meV。使用不同金属电极与二维硒化铟之间肖特基势垒的差异，成功构筑了高质量金-硒化铟-石墨，铂-硒化铟-石墨肖特基二极管，并进一步剖析了该类型光电子器材的输运特性。

　　无悬挂键的外表使二维资料可以接受较大的机械弹性形变，这使得经过弹性形变完成对二维资料功能的可控调理成为可能。考虑到现在关于二维硒化铟和硒化镓机械功能研讨较少，本项目初次试验测定了二维硒化铟的杨氏模量，并探求了其在应变工程范畴的使用。选用委曲衡量办法，试验测定二维硒化铟的杨氏模量为23 ± 5 GPa ，该数值标明二维硒化铟是现在最易产生弹性形变的二维资料之一。根据二维硒化铟双轴应变调控的光电子器材研讨标明，双轴应变对二维硒化铟资料的能带结构调理效果明显，由此带来的压阻效应以及勘探器光谱呼应的改动在柔性光电子器材范畴具有很好的使用远景。

　　本项目首要阐释了二维半导体资料的内部缺点对资料功能，光电子器材呼应以及环境安稳性的重要影响，随后证明了范德瓦尔斯触摸界面临构筑高质量二维光电子器材的可靠性，最终完成了以二维半导体资料应变工程为根底的柔性光电子器材的使用探求。以上结果标明，以二维硒化镓和硒化铟为代表的III-VIA半导体资料在未来电子和光电子范畴具有巨大的使用潜力。

　　（1）深化研讨二维硒化镓和硒化铟资料的环境安稳性，开展了二维半导体资料内部缺点与环境相互作用理论，处理了长时间安稳的二维硒化镓和硒化铟光勘探器的制备难题。

　　（2）完成了高质量的金属-二维半导体肖特基触摸界面的构筑，规划并制备了范德瓦尔斯型二维硒化铟肖特基二极管。

　　（3）初次试验测定的二维资料的杨氏模量，并以此为根底制备了功能安稳的二维硒化铟柔性光勘探器，把握了其功能的双轴应变调控规则。