中国科学家发现新型二维黑磷单晶体材料

中国科学家发现新型二维晶体材料

2014年03月06日   来源： 新华网  

    新华网合肥３月６日电（记者 徐海涛）中国科学家陈仙辉、张远波等人近期成功制备出基于新型二维晶体黑磷的场效应晶体管器件，这是国际学界继石墨烯之后的又一重要进展，其在纳米电子器件应用方面具有极大潜力。

     场效应管（ＦＥＴ）是现代电子工业的基础型器件，其传统原材料是硅，但硅的制造工艺正逼近物理极限。近年来，科学家们努力寻找新型材料，希望进一步提高场效应管的性能。

     单层原子厚度的石墨烯的发现，标志着二维晶体成为一类可能影响未来电子技术的新型材料。然而二维石墨烯的电子结构中不具备能隙，应用中不能实现电流的“开”和“关”，弱化了其取代计算机半导体开关的前景。科学家们探索并提出了几种替换材料，如单层硅、单层锗，但这些材料都不稳定，不利于应用。

     针对上述挑战，中国科学技术大学陈仙辉教授课题组与复旦大学张远波教授、封东来教授和吴骅教授课题组合作，近期成功制备出基于具有能隙的二维黑磷单晶的场效应晶体管。实验显示，当二维黑磷材料厚度小于７．５纳米时，在室温下可以得到可靠的晶体管性能，漏电流的调制幅度在１０万量级，电流－电压特征曲线展现出良好的电流饱和效应。这些性能表明，其在纳米电子器件应用方面具有极大潜力。

    上述工作得到国际广泛关注，权威学术期刊《自然》杂志３月２日发表评论文章，对二维黑磷场效应晶体管研究进展进行介绍。