近日,中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所半導(dǎo)體超晶格國家重點實驗室研究員趙建華團(tuán)隊與合作者北京大學(xué)教授徐洪起等在《納米快報》(Nano Letters)上發(fā)表了高質(zhì)量立式InSb二維單晶納米片的研究成果,。
在III-V族半導(dǎo)體中,,InSb化合物具有最窄禁帶寬度、最高電子遷移率,、最小有效質(zhì)量和最大g 因子,,是制備高速低功耗電子器件,、紅外光電子器件及進(jìn)行自旋電子學(xué)研究與拓?fù)淞孔佑嬎愕惹把匚锢硖剿鞯睦硐氩牧稀S捎贗nSb具有晶格常數(shù)大以及固有的n型導(dǎo)電性特征,,難以找到合適襯底外延生長,,通常人們采用緩沖層技術(shù)。然而,,晶格失配引起的位錯缺陷會沿著緩沖層向上延伸,,甚至延伸至緩沖層表面,使得緩沖層表面不能形成完美的晶格結(jié)構(gòu),,從而影響外延的InSb薄膜晶體質(zhì)量,。半個多世紀(jì)以來,高質(zhì)量InSb材料制備一直是困擾科學(xué)家們的難題,。
趙建華團(tuán)隊的潘東等研究人員利用分子束外延技術(shù),,首先在Si(111)襯底上生長出高質(zhì)量純相InAs納米線,然后通過控制生長溫度和束流比,,創(chuàng)造性地在一維InAs納米線上生長出了二維高質(zhì)量InSb納米片,。這種免緩沖層技術(shù)制備出來的立式InSb納米片為純閃鋅礦單晶,結(jié)構(gòu)中觀察不到層錯及孿晶等缺陷,。其長度和寬度達(dá)到微米量級(大于10微米),、厚度可薄至10納米。徐洪起等將這種高質(zhì)量的二維InSb納米片制成了場效應(yīng)器件,,器件具有明顯的雙極性特征,,低溫下場效應(yīng)遷移率近20000 cm2 V-1 s-1。
該項工作得到了科技部和國家自然科學(xué)基金委的經(jīng)費支持,。