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Advanced Materials报道王琳教授课题组二维材料能带工程新成果

时间:2019-03-22 来源: 作者:海外人才缓冲基地(先进材料研究院) 摄影: 编辑: 上传:邓晓容
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近年来,探索二维材料的新类型及将它们自由组合成二维范德华尔斯异质结,极大地促进了新奇基础物理现象的涌现和超薄型微纳器件的优化。然而,有限种类的二维半导体(如过渡金属硫化物和黑磷大多是窄带隙半导体)严重限制了不同类型异质结的灵活设计及其光电特性研究。另外,过渡金属硫化物(TMDs),因具有可见光范围内的能量带隙与优异的光电性能,成为了最热门的二维半导体材料。但前期理论和实验结果证明,大多数TMD/TMD构筑的二维异质结为二型(Type-II);虽然黑磷能与某些TMD材料可以形成一型异质结(Type-I),但受限于黑磷的窄能隙,对TMD荧光行为都是淬灭作用。基于此,开发一种宽禁带半导体材料,通过与不同TMD材料形成不同类型异质结而造成不同的光与物质相互作用和光电性能调控,对基于二维材料的光电器件和界面物理研究具有重要研究意义。

近日,海外人才缓冲基地(先进材料研究院)王琳教授课题组首次制备了单层及少层的宽禁带半导体PbI2二维原子晶体,并且采取的溶液法简单、快速、有效(整个生长过程短于5分钟),有利于大面积和高产量的制备。当与不同单层过渡金属硫化物可以组合不同类型异质结,既可以形成有利于提高发光效率的一型异质结(如MoS2/PbI2),又可以形成有利于应用在光伏器件的二型异质结(如WS2/PbI2和WSe2/PbI2),实现了原子级碘化铅对二维过渡金属硫化物材料光学性质的调控,充分展现了其在二维材料能带工程中的灵活性和多样性,在新型微纳光电器件领域有着广阔的应用前景。

相关成果以Band Structure Engineering of Interfacial Semiconductors Based on Atomically Thin Lead Iodide Crystals为题,发表在Advanced materials, 2019, DOI: org/10.1002/adma.201806562。文章第一作者为2020欧洲杯博士研究生孙研。


作者:海外人才缓冲基地(先进材料研究院);审核:王建浦

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