【科技】上海微系统所发现新型二维半导体量子材料

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上海微系统发现的新二维半导体量子材料c3n

中国科学院上海微系统和新闻技术研究所新闻功能材料国家要点实验室丁古巧课题组独立发现新型碳基二维半导体材料c3n，相关研究论文c3n-a 2-dimensional crystalline， 发表hole-free的tunable-narrow-bandgapsemiconductorwithferromagneticproperties于2月28日在国际学术刊物《先进资料》上在线发表( siwei yang

课题组博士研究生杨思惟等采用2，3 -二氨基吩嗪小分子水热合成法成功制备了这种单层二维新材料。 该材料是由碳和氮原子组成的类似石墨烯的蜂窝状无孔有序结构，是一种新的间接带隙半导体，本征带隙为0.39 ev，带隙可由纳米尺寸效应控制，理论计算与实验结果一致。 基于单层c3n薄膜的fet器件的开关比为5.5×，高达1010，载流子迁移率可达到220 cm2v-1s-1。 通过控制c3n量子点的尺寸，可以实现约400-900 nm的光致发光。 该材料可以通过氢化注入空穴，观察到在96 k温度以下会发生强磁性长工艺。 带隙的存在弥补了石墨烯没有本证带隙的缺点，氢化载流子注入为控制该材料的电特征提供了新的手段，强磁性提示该材料连接具有丰富的物理内涵。 这个发现为碳基二维材料家族增加了新成员，为探索基于这种二维新材料的新物理和新器件奠定了基础。

这项研究是从去年开始的。 年1月，实验室成功地制造了这种新材料，完成了相关理论的分解和材料的基本特征。 在投稿的过程中反复讨论，多次补充实验结果和论文的制作，最终被《先进资料》杂志接受发表。