新型金屬硫化物二維半導體材料性質探明

　　近日，中國科學院半導體研究所超晶格國家重點實驗室博士后楊圣雪、博士生李燕，在研究員李京波、中科院院士李樹深和夏建白等人的指導下，取得二維GaS超薄半導體的基礎研究中新進展，探明了新型超薄金屬硫化物二維半導體材料性質。2月7日，相關成果發表在英國皇家化學會主辦的《納米尺度》上，并被選為熱點論文。

　　二維半導體材料擁有獨特物理性質，成為了納米交叉學科的研究熱點。石墨烯是目前研究最為廣泛的二維材料，但其帶隙為零，限制了它在許多領域中的應用。作為石墨烯的類似物，具有半導體帶隙的金屬硫化物備受關注。這些二維半導體材料的光電器件具有優越的性能，并且可以設計復雜的器件結構。研究更多新的二維半導體材料，設計各種新的結構和器件成為了半導體納米科學的一個重要部分。

　　GaS作為重要的金屬硫化物之一，具有高度各向異性的結構，并且擁有優良的電學、光學和機械性質。在這種背景下，半導體所李京波小組設計了基于超薄GaS的紅外光探測器，研究了在不同氣體環境下該探測器的不同光響應現象，并且基于第一性原理計算結果解釋了不同光響應現象產生的原因。研究發現，課題組設計的探測器對633納米的紅光展現出了高效快速并且穩定的響應，且在NH3環境下光敏性很高，同時得到了很高的外部量子效率。

　　科研人員表示，上述研究結果可以說明，新型超薄金屬硫化物二維半導體材料可以被用于高效的納米傳感器、光探測器、光開關、場效應晶體管、光電子電路等微納光電器件中。