二維硒化鎵與鐵電異質結的構築及其電輸運性能研究

《二維硒化鎵與鐵電異質結的構築及其電輸運性能研究》是依託四川師範大學，由接文靜擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：二維硒化鎵與鐵電異質結的構築及其電輸運性能研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：接文靜
• 依託單位：四川師範大學

項目摘要

二維硒化鎵（GaSe）不僅保留了其塊狀晶體中優良的非線性光學特性，還具有合適的電子結構，引起了國內外廣泛關注。但二維GaSe場效應遷移率較低，制約了它在光電器件中的實際套用。本項擬以二維GaSe與鐵電異質結的構築及其電輸運性能的改善為目標開展研究工作，主要包括：（1）實現二維GaSe的可控生長，研究其生長機理，採用不同的鐵電材料，藉助轉移法和直接生長法構築GaSe/鐵電異質結；（2）研究鐵電極化的非線性、非易失性等對GaSe電輸運的調控，改善二維GaSe載流子遷移率，並在此基礎上構建GaSe/鐵電場效應管器件，研究器件的非易失性存儲，以對外界光、溫度的回響；（3）結合第一性原理計算，研究鐵電對GaSe電輸運的調控規律和調控機制，以及鐵電在GaSe為溝道材料的場效應管器件中的作用，闡明界面調控的微觀機制。研究成果可以為改善二維GaSe電輸運性能提供方法和理論支持。

結題摘要

硒化鎵（GaSe）晶體作為一種優良的紅外非線性光學材料已經被廣泛研究。其透光波段寬，在0.62-20 μm 範圍內沒有明顯的吸收，因此不會出現中紅外波段透光率下降的問題。同時GaSe 晶體可以實現中紅外、遠紅外、甚至太赫茲波段的雷射頻率轉換。二維GaSe不僅保留了其塊狀晶體中優良的非線性光學特性，還具有合適的電子結構，引起了國內外廣泛關注。但二維GaSe場效應遷移率較低，制約了它在光電器件中的實際套用。本項以二維GaSe與鐵電異質結的構築及其電輸運性能的改善為目標開展研究工作，主要研究包括：（1）實現二維GaSe的可控生長，研究其生長機理，採用不同的鐵電材料，藉助轉移法和直接生長法構築GaSe/鐵電異質結；（2）研究鐵電極化的非線性、非易失性等對GaSe電輸運的調控，改善二維GaSe載流子遷移率，在鐵電柵極調控下，GaSe場效應載流子遷移率由機械剝離法製備轉移至SiO2襯底上的0.5 cm2V-1s-1，提高至轉移至PMN-PT襯底上的16 cm2V-1s-1，並進一步通過脈衝雷射沉積方法直接生長在PMN-PT襯底上提高至18 cm2V-1s-1；（3）並在此基礎上構建GaSe/鐵電場效應管器件，研究器件的非易失性存儲，以及鐵電在GaSe為溝道材料的場效應管器件中的作用，闡明界面調控的微觀機制。研究成果可以為改善二維GaSe電輸運性能提供方法和理論支持。