又薄又軟的半導體新材料可制微納光電器件

  ICCSZ訊 性質柔軟、厚度只有幾納米、光學性能良好……記者3日從南京工業(yè)大學獲悉，該校王琳教授課題組制備出一種超薄的高質量二維碘化鉛晶體，并且通過它實現(xiàn)了對二維過渡金屬硫化物材料光學性質的調控，為制造太陽能電池、光電探測器提供了新思路。該成果發(fā)表在最新一期國際期刊《先進材料》上。

  “我們首次制備的這一超薄碘化鉛納米片，專業(yè)術語稱為‘原子級厚度的寬禁帶二維PbI2晶體’，是一種超薄的半導體材料，厚度只有幾個納米。”論文第一作者、南京工業(yè)大學博士研究生孫研說，他們采用了溶液法來合成，這種方法對設備要求很低，具有簡單、快速、高效的優(yōu)點，能夠滿足大面積和高產(chǎn)量的材料制備需求。合成出的碘化鉛納米片具有規(guī)則的三角形或者六邊形形狀，平均尺寸6微米，表面光滑平整，光學性能良好。

  科研人員把這一超薄的碘化鉛納米片與二維過渡金屬硫化物結合，進行人工設計，把它們堆疊到一起，獲得不同類型的異質結，因為能級排列方式不一樣，因此碘化鉛能夠對不同二維過渡金屬硫化物的光學表現(xiàn)起到不同影響。這種能帶結構可以有效地提高發(fā)光效率，有利于制作像發(fā)光二極管、激光這類的器件，應用在顯示與照明中，并可以利用在光電探測器、光伏器件等領域。

  這一成果實現(xiàn)了超薄碘化鉛對二維過渡金屬硫化物材料光學性質的調控，與傳統(tǒng)以硅基材料為主體的光電子器件相比，該成果具有柔性、微納特點，因此可以應用在制備柔性化、可集成的光電子器件方面，基于碘化鉛納米片的二維半導體異質結，在可集成化的微納光電器件領域有著廣闊的應用前景，為制造太陽能電池、光電探測器等等，也提供了一個新思路。