【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】現(xiàn)代微芯片和傳感器件是支撐現(xiàn)今信息社會的重要載體。隨著技術(shù)及工藝進(jìn)步，對材料物性及器件結(jié)構(gòu)提出了更高要求。近年來，新型低維材料出現(xiàn)，其獨特結(jié)構(gòu)和奇異物性備受關(guān)注，已在電子和光電子器件等領(lǐng)域顯現(xiàn)出其潛在的價值。通過元素?fù)诫s來調(diào)控半導(dǎo)體材料載流子類型及濃度是構(gòu)建半導(dǎo)體功能器件的物理基礎(chǔ)。具體到新型低維半導(dǎo)體材料，如何實現(xiàn)對其載流子的精準(zhǔn)調(diào)控，同樣是實現(xiàn)其豐富功能器件的必經(jīng)之路。
 

　　半導(dǎo)體材料(semiconductor material)是一類具有半導(dǎo)體性能(導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間，電阻率約在1mΩ·cm～1GΩ·cm范圍內(nèi))、可用來制作半導(dǎo)體器件和集成電路的電子材料。
 

　　近日，中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究人員與復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)、華東師范大學(xué)及中科院微電子研究所的相關(guān)團(tuán)隊通力合作，提出了利用非易失性的鐵電極化場對低維半導(dǎo)體材料的精準(zhǔn)摻雜的新方法，并運(yùn)用該方法構(gòu)建了多種新型功能的電子和光電子器件。
 

　　利用電-光子轉(zhuǎn)換效應(yīng)制成的各種功能器件。光電子器件的設(shè)計原理是依據(jù)外場對導(dǎo)波光傳播方式的改變，它也有別于早期人們襲用的光電器件。
 

　　光電子器件是光電子技術(shù)的關(guān)鍵和核心部件，是現(xiàn)代光電技術(shù)與微電子技術(shù)的前沿研究領(lǐng)域，是信息技術(shù)的重要組成部分。
 

　　具體地，研究人員提出了兩種利用鐵電極化調(diào)控構(gòu)建低維半導(dǎo)體光電器件方法。其一，通過納米探針技術(shù)極化鐵電薄膜，進(jìn)而調(diào)控其覆蓋的低維半導(dǎo)體。加正向電壓，極化向下，半導(dǎo)體材料中注入電子；加負(fù)向電壓，極化向上，半導(dǎo)體材料中注入空穴。其特征在于器件圖案可任意編輯、可擦除重新寫入、摻雜區(qū)域的空間尺寸精確，基于此方法研究人員構(gòu)建了p-n結(jié)、BJT晶體管及新型存儲等器件。其二，構(gòu)建裂柵結(jié)構(gòu)，通過固態(tài)電極施加電壓極化鐵電薄膜，進(jìn)而調(diào)控頂層低維半導(dǎo)體。其特點是實現(xiàn)了固態(tài)結(jié)構(gòu)，極化充分，器件性能及穩(wěn)定性更佳。運(yùn)用上述兩種技術(shù)途徑，皆可實現(xiàn)結(jié)型光電探測器及光伏器件，器件探測波長可覆蓋可見-短波紅外波段。
 

　　資料來源：上海技術(shù)物理研究所、百科