SCMs|全组分/带隙可调的二维ZrS2(1−x)Se2x半导体合金的外延生长及其光电应用

过渡金属硫化物（TMDs）的带隙工程对于拓宽其在电子和光电子器件中的应用具有重要意义。

近日，中国科学院半导体研究所张兴旺研究员和五邑大学李星星博士等人在Science China Materials发表研究论文，首次报道了通过简单的一步化学气相沉积法在蓝宝石衬底上外延生长大面积、全组分可调的ZrS_2(1−x)Se_2x合金薄膜。

本文要点：

1) ZrS_2(1−x)Se_2x合金表现出优异的单晶性和外延质量，以及均匀的元素分布，其与衬底的外延关系被确定为ZrS_2(1−x)Se_2x(0001)[10-10]//蓝宝石(0001)[11-20]。

2) ZrS_2(1−x)Se_2x合金的带隙随组分的变化从1.86到1.15 eV连续可调，且表现出明显的弯曲特性。

3) 基于ZrS_2(1−x)Se_2x的光电探测器对可见光具有灵敏的光响应，响应时间约为100 µs，随着Se组分的减少，探测器性能显著提高。

本工作为合成带隙可调的ZrS_2(1−x)Se_2x合金提供了一种有效方法，为设计基于TMDs的光电器件提供了极大的灵活性。

文章信息

Huang J., Tian Y., Cheng Y., et al. Large-area epitaxial growth of 2D ZrS_2(1-x)Se_2x semiconductor alloys with fully tunable compositions and bandgaps for optoelectronics. Sci. China Mater. (2023).

https://doi.org/10.1007/s40843-022-2297-1

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