Nano Res.│范德华外延生长超薄二维碲化铅单晶及其高响应红外探测器

文章简介

碲化铅（PbTe）是一种带隙为0.32 eV的直接窄带隙半导体，由于其具有优异的光电性能，在红外光电子领域具有潜在的应用优势。然而碲化铅是岩盐结构的非层状材料，通过传统的外延方法难以得到高质量的二维碲化铅纳米片，这限制了其在实际中的进一步应用。在这篇工作中，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张凯等利用范德华外延生长模式，采用低成本的化学气相沉积法通过温度精确调控PbTe的生长模式，成功制备了利于高集成的超薄高结晶性二维PbTe纳米片。所生长的PbTe纳米片最薄为7 nm，横向尺寸几十微米。基于二维PbTe纳米片制备的光电探测器件，表现出优异的红外光电探测性能，室温下在1550 nm波段可达到3847 A/W的超高响应率。这项工作表明二维PbTe纳米片具有开发高性能微型红外光电器件的巨大潜力，也为进一步推进PbTe在其他方面的广泛应用奠定了基础。

作者/课题组简介

张凯，研究员、博士生导师。2011年获香港理工大学博士学位，历经美国麻省理工学院、新加坡国立大学的科研工作，2015年入职中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所。长期致力于窄带隙二维材料与器件的研究，研究兴趣集中在黑磷等窄带隙二维材料的可控生长及其红外、太赫兹激光与探测器件的应用突破。迄今在Nature Communications、Advanced Materials等学术期刊发表论文70余篇，论文他引1500余次；申请国际PCT和中国发明专利10余项；近年来在国际学术会议做特邀报告或分会主席30余次，包括第608次香山科技会议主题报告（2017）、第五届二维材料国际会议大会副主席（2019）。分别入选中国科学院高层次人才计划并获择优支持（2015年），苏州市“紧缺高层次人才”（2016年），江苏省“333工程”（2018年），被评为中国电子学会优秀科技工作者（2018年），获国家优秀青年科学基金资助（2019年）；现担任中国电子学会半导体科技青年专委会副秘书长、IOP Publishing中国区顾问编委、JPhys Materials编委等。

张凯研究员课题组近些年面向红外、太赫兹技术的窄带隙二维材料生长与激光、探测器等光电子器件应用方面取得了一些阶段性进展和突破，目前承担或合作承担国家自然科学基金委重大科研仪器研制、优青、面上以及企业产学研合作等项目，热忱欢迎热爱科研，热爱技术，热爱进步的研究生、博士后、工作人员加入到研究团队中。进一步了解情况，可访问网站http://yjsb.sinano.ac.cn/Doctor/info.aspx?itemid=909；近期相关招聘信息http://www.sinano.cas.cn/zpxx/kyzp/202006/t20200609_5603845.html

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文章信息

Xinxin Zhao, Qing Yin, Hao Huang, Qiang Yu, Bo Liu, Jie Yang, Zhuo Dong, Zhenjiang Shen, Benpeng Zhu, Lei Liao & Kai Zhang^*. Van der Waals epitaxy of ultrathin crystalline PbTe nanosheets with high near-infrared photoelectric response. Nano Res. 2020, https://doi.org/ 10.1007/s12274-020-2834-5.

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