硫化铂光电特性研究获突破 半导体材料新收获

上海千实精密机电科技有限公司小编：云南大学材料与能源学院的杨鹏、万艳芬团队经过持续研发，解决了类石墨烯材料大面积均匀少层硫化铂的合成及其结构和物理性能的一系列问题，为更丰富的应用场景器件开发提供支持，同时给行将终结的摩尔定律注入新的希望，提供半导体材料。

　　半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，如二极管就是采用半导体制作的器件。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品，如计算机或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，硅是各种半导体材料应用中具有影响力的一种。

　　微电子技术历经半个多世纪发展，给人类带来了极大的便利。作为信息产业基础的半导体材料是微电子、光电子及太阳能等工业的基石，对我国的工业、信息及国防事业发展具有重要意义。石墨烯作为典型的二维纳米材料，具备化学、光、电、机械等一系列优良的特性而得到广泛应用，但石墨烯存在零带隙、光吸收率低等缺点，限制其更广泛地应用。与此同时，类石墨烯材料应运而生。作为类石墨烯材料的典型代表，过渡金属硫族化合物不仅具备类似石墨烯的范德华力结合的层状结构，还拥有优异的光、电、磁等性能，可更好地弥补石墨烯的缺点，大大拓宽了半导体材料的实际应用范围。

　　基于贵金属的硫化铂作为过渡金属硫族化合物家族的重要成员，具有较宽且可调带隙、“光—物质”相互作用强和稳定性好等特点，是半导体器件的潜在候选者，给现代电子技术领域带来了新的发展机遇。然而当今二维材料共同面对的比如材料面积不大、不易转移等问题对半导体产业的发展形成了一定的影响。

　　针对这些难题，云南大学材料与能源学院、云南省微纳材料与技术重点实验室杨鹏、万艳芬团队通过物理气相沉积和化学气相沉积相结合的方式，在合适的温度、压强等条件下，实现制备平方厘米级大面积少层、均匀的硫化铂材料，并表征了相关物理特性。

　　这一研究成果为大面积电子器件的发展提供了新的思路与技术基础，并为未来拓展过渡金属硫族化合物的应用范围提供了重要参考。相关研究成果发表在国际著名材料学术刊物《现代材料物理学》上。

　　未来发展

　　以GaN(氮化镓)为代表的第三代半导体材料及器件的开发是新兴半导体产业的核心和基础，其研究开发呈现出日新月异的发展势态。GaN基光电器件中，蓝色发光二极管LED率先实现商品化生产成功开发蓝光LED和LD之后，科研方向转移到GaN紫外光探测器上GaN材料在微波功率方面也有相当大的应用市场。氮化镓半导体开关被誉为半导体芯片设计上一个新的里程碑。美国佛罗里达大学的科学家已经开发出一种可用于制造新型电子开关的重要器件，这种电子开关可以提供平稳、无间断电源。

　　新型半导体材料在工业方面的应用越来越多。新型半导体材料表现为其结构稳定，拥有电学特性，而且成本低廉，可被用于制造现代电子设备中广泛使用，我国与其他国家相比在这方面还有着很大一部分的差距，通常会表现在对一些基本仪器的制作和加工上，近几年来，国家很多的部门已经针对我国相对于其他国家存在的弱势，这一方面统一的组织了各个方面的群体，对其进行有效的领导，然后共同努力去研制更加高水平的半导体材料。这样才能够在很大程度上适应我国工业化的进步和发展，为我国社会进步提供更强大的动力。首先需要进一步对超晶格量子阱材料进行研发，目前我国半导体材料在这方面的发展背景来看，应该在很大程度上去提高超高亮度，红绿蓝光材料以及光通信材料，在未来的发展的主要研究方向上，同时要根据市场上，更新一代的电子器件以及电路等要求进行强化，将这些光电子结构的材料，在未来生产过程中的需求进行仔细的分析和探讨，然后去满足未来世界半导体发展的方向，我们需要选择更加优化的布点，然后做好相关的开发和研究工作，这样将各种研发机构与企业之间建立更好的沟通机制就可以在很大程度上实现高温半导体材料，更深一步的开发和利用。

　　资料来源：科技日报

2023-03-13 00:00