二維層狀原子晶體材料的物理性能（如帶隙等）隨厚度減小而變化，在光子和光電子器件的應(yīng)用中具有廣闊前景。光電探測器作為重要的光電應(yīng)用單元器件，引發(fā)學(xué)界廣泛關(guān)注，近年來基于二維原子晶體材料的光電晶體管成為最主要的關(guān)注對象之一。除半金屬的石墨烯之外，半導(dǎo)體二維原子晶體材料（如過渡金屬硫?qū)倩�合物、II-VI族、Ⅲ-VI族層狀半導(dǎo)體等）是光電探測器溝道材料的優(yōu)良候選者。然而，由于在大柵極電壓下存在較大的暗電流，光開關(guān)比和光響應(yīng)率小是基于這些二維原子晶體材料的光電探測器存在的問題。硒化銦（InSe）作為一種典型的二維層狀Ⅲ-VI族半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)異的電學(xué)性能（載流子遷移率~10⁴ cm² V^-1s^-1）和適中且可調(diào)的直接帶隙，光譜響應(yīng)覆蓋了從近紅外到紫外的范圍，在光電器件中表現(xiàn)出潛力。因此，如何優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)并充分發(fā)揮其在光電探測器領(lǐng)域的作用，成為科研人員重點關(guān)注的關(guān)鍵問題�！� 7N=VVD~!b  
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中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心納米物理與器件重點實驗室研究員、中科院院士高鴻鈞帶領(lǐng)的團隊長期致力于研究新型二維原子晶體材料的制備、物性調(diào)控及原型器件構(gòu)筑等，并獲得了一系列重要研究成果。例如，他們實現(xiàn)黑磷的電子摻雜，并構(gòu)筑出黑磷柵控二極管、邏輯反相器、雙向整流器等一系列平面器件（Nano Lett. 16, 6870 (2016)），進一步利用交聯(lián)PMMA作為頂柵、SiO₂作為背柵，通過雙柵調(diào)控實現(xiàn)黑磷的單極性（N型或P型）場效應(yīng)晶體管（2D Mater. 4, 025056 (2017)）。 FWTl:LqFO  
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近期，該團隊博士生吳良妹（已畢業(yè)）和副研究員鮑麗宏等針對InSe和傳統(tǒng)柵介質(zhì)（如SiO₂、Al₂O₃、HfO₂等）的界面特性不兼容所誘導(dǎo)的額外載流子散射過程，從而造成InSe的場效應(yīng)晶體管的遷移率、開關(guān)比嚴(yán)重下降的關(guān)鍵科學(xué)問題，利用二維原子晶體異質(zhì)結(jié)堆疊技術(shù)，將InSe作為溝道材料、六方氮化硼（h-BN）作為背柵、石墨 （graphite）作為柵電極，構(gòu)筑了InSe/h-BN/graphite異質(zhì)結(jié)。研究人員對該異質(zhì)結(jié)進行高分辨掃描透射顯微鏡表征，發(fā)現(xiàn)InSe與h-BN之間具有原子級銳利的界面特性（與中國科學(xué)院大學(xué)教授周武合作）。該原子級銳利的界面特性降低了載流子在溝道與柵介質(zhì)界面處的散射，使以該異質(zhì)結(jié)作為核心單元構(gòu)筑的場效應(yīng)晶體管表現(xiàn)出高達(dá)1146 cm²/Vs的電子遷移率、~10¹⁰的電流開關(guān)比。進一步利用該異質(zhì)結(jié)構(gòu)筑的邏輯反相電路的電壓增益高達(dá)93.4。研究人員利用二維原子晶體材料良好的力學(xué)柔韌性，將該異質(zhì)結(jié)放置于柔性襯底，在柔性襯底施加高達(dá)~2 %的應(yīng)變時，相應(yīng)的場效應(yīng)晶體管的器件性能并未發(fā)生明顯退化，這顯示出該異質(zhì)結(jié)在柔性電子學(xué)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。相關(guān)研究成果以InSe/h-BN/graphiete heterostructures for high-performance 2D electronics and flexible electronics為題，發(fā)表在Nano Res. 13, 1127-1132 (2020)上。 Mg/2w