TeSeO材料提升半導(dǎo)體功能 引領(lǐng)未來電子技術(shù)
電子傳輸在大多數(shù)無機(jī)半導(dǎo)體中佔(zhàn)主導(dǎo)地位，這限制了互補(bǔ)型器件和電路的發(fā)展。香港城市大學(xué)（城大）的研究團(tuán)隊在最近的研究中通過無機(jī)共混策略 (inorganic blending strategy)，在增強(qiáng)無機(jī)半導(dǎo)體中的正電荷（稱為“空穴”）傳輸方面取得重大進(jìn)展。研究團(tuán)隊通過採用創(chuàng)新的無機(jī)混合策略，將不同類型的本證p型無機(jī)材料組合成一種名為碲硒氧（TeSeO）的化合物，從而實現(xiàn)這一目標(biāo)。
碲硒氧材料表現(xiàn)出了高度的適應(yīng)性和可靠性，使其成為應(yīng)對當(dāng)前半導(dǎo)體所面臨挑戰(zhàn)的理想解決方案。這一突破為未來構(gòu)建高性能且低成本的p型器件和電路提供了新的思路。領(lǐng)導(dǎo)是次研究的城大協(xié)理副校長（企業(yè)）及材料科學(xué)及工程學(xué)系教授何頌賢教授說：「這項突破為未來創(chuàng)造高性能和具有成本效益的器件和電路開闢了新的可能性。」
何教授續(xù)指，研究團(tuán)隊成功開發(fā)出了空氣穩(wěn)定、遷移率高的碲硒氧薄膜晶體管和柔性光電探測器，其性能優(yōu)於傳統(tǒng)的p型薄膜半導(dǎo)體，包括金屬氧化物、金屬鹵化物和有機(jī)材料。這些新器件表現(xiàn)出卓越的耐用性和性能，為該領(lǐng)域樹立新的標(biāo)準(zhǔn)。
傳統(tǒng)p型半導(dǎo)體中連續(xù)調(diào)節(jié)能帶隙甚具挑戰(zhàn)。然而，通過巧妙地將不同類型的p型無機(jī)材料組合，研究團(tuán)隊成功地調(diào)控了碲硒氧的能帶結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了可調(diào)的能帶隙，範(fàn)圍從0.7到2.2電子伏特。
通過無機(jī)共混策略，研究團(tuán)隊調(diào)控了碲硒氧的能帶結(jié)構(gòu)，以滿足特定的技術(shù)要求。碲硒氧薄膜的可調(diào)能帶隙覆蓋了紫外、可見光和短波紅外波長範(fàn)圍，為高遷移率的p型晶體管、太陽能電池和寬帶光電探測器等應(yīng)用開闢了令人鼓舞的前景。
何教授說：「我們計劃在未來進(jìn)一步探索和優(yōu)化這些應(yīng)用，充分發(fā)揮碲硒氧材料的潛力。 」
相關(guān)研究成果已發(fā)表於科學(xué)期刊《自然通訊》（Nature Communications）上，題為“An inorganic-blended p-type semiconductor with robust electrical and mechanical properties”。
論文第一作者為城大孟優(yōu)博士、王偉軍博士及范蓉博士。通訊作者為城大何教授、香港大學(xué)機(jī)械工程系陸洋教授及城大化學(xué)系黃駿弦教授。其他合作者包括日本九州大學(xué)材料化學(xué)與工程研究所的葉晨寶教授。