大家好，這里是老上光顯微鏡知識課堂，在這里你可以學(xué)到所有關(guān)于顯微鏡知識，好的，請看下面文章： 隨著摩爾定律的終結(jié)，尋找新的高性能半導(dǎo)體溝道材料變得越來越迫切，在眾多候選溝道材料中，高遷移率二維半導(dǎo)體被認(rèn)為是后硅納米電子器件的理想溝道材料。而數(shù)字集成電路由于其超薄的平面結(jié)構(gòu)，可以有效地抑制短溝道效應(yīng)。然而，被廣泛研究的二維材料既有其固有的優(yōu)點(diǎn)，也有其不可克服的缺點(diǎn)。ap和過渡金屬硫化物K遷移率低，黑磷在環(huán)境中不穩(wěn)定，因此，尋找和制備具有高遷移率、合適的帶隙和環(huán)境穩(wěn)定性的二維材料是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)教授彭海林發(fā)現(xiàn)并制備了離子型半導(dǎo)體芯片材料（氧化鉍硒化物，Bi2O2Se）。這些材料具有高速低功耗器件、量子傳輸器件、超快高靈敏度的紅外光檢測等。2017, 12, 530；Nano Lett。2017, 17, 3021的；的2017, 29, 1704060、自然共同體。另外，Bi2O2Se的Bi-O層具有與傳統(tǒng)鈣鈦礦氧化物相匹配的晶體結(jié)構(gòu)，能夠與超導(dǎo)、鐵磁、鐵電等功能氧化物形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)，并表現(xiàn)出豐富的物理性能。
    
     材料的電子能帶結(jié)構(gòu)決定了各種物理性質(zhì)，尤其是電子和光學(xué)性質(zhì)。分析材料的電子能帶結(jié)構(gòu)有助于獲得半導(dǎo)體器件應(yīng)用的關(guān)鍵物理參數(shù)，指導(dǎo)器件性能的優(yōu)化。硒半導(dǎo)體具有有趣的非電層狀晶體結(jié)構(gòu)，可以看作是帶正電荷的{Bi2O2}n2n+層和帶負(fù)電荷的{Se}n2n-層在c軸上的交替堆疊，層間靜電相互作用很弱。層狀Bi2O2Se材料不同于傳統(tǒng)的中性層狀材料(在范德華能隙中經(jīng)常發(fā)生解離)的分離。目前，對晶核后非中性層狀材料的表面原子排列和電子結(jié)構(gòu)研究較少。VAGE，這是一個(gè)非常有趣和緊迫的問題。
    
     最近，北京大學(xué)的彭海林教授和牛津大學(xué)的陳玉林教授合作揭示了超高遷移率層狀Bi2O2Se半導(dǎo)體的電子結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)。I2O2Se單晶塊。在2K下霍爾遷移率可高達(dá)~2.8*105cm2/Vs(與量子阱中更好的石墨烯和二維電子氣體遷移率相比)，并且觀察到顯著的Schubenikov-De Haas量子振蕩。塊在超高真空下進(jìn)行。利用同步輻射源角分辨光電子能譜（ARPES）獲得了非電中性層狀Bi2O2Se半導(dǎo)體的完整電子能帶結(jié)構(gòu)信息。測量了有效質(zhì)量(~0.14m0)和費(fèi)米速度(~1.69)。正常中性層狀材料T。Se原子在解理面上的百分比接近50%。硒的位置分布不是隨機(jī)的，而是具有獨(dú)特的Se-Se雙原子鏈結(jié)構(gòu)，即表面有大量Se。在Bi2O2Se半導(dǎo)體的能隙中引入了局域缺陷態(tài)，使體帶隙在~0.8eV處保持穩(wěn)定。理論計(jì)算和蒙特卡羅模擬表明，Bi2O2Se表面的Se-Se雙原子鏈以能量優(yōu)化模式排列，缺陷能量l在Bi2O2Se半導(dǎo)體表面由Se空位形成的能級處于導(dǎo)帶中，不影響B(tài)i2O2Se半導(dǎo)體的帶隙。
    
     本工作全面分析了一種新型超高遷移率層狀Bi2O2Se半導(dǎo)體材料的電子結(jié)構(gòu)，為其進(jìn)一步的器件開發(fā)和應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2018年9月14日，該研究成果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（2018, 4，EAAT8355）上。關(guān)于超可移動層狀氧化物半導(dǎo)體中的電子結(jié)構(gòu)和非尋常的健壯帶隙，Bi2O2Se。北京大學(xué)的彭海林教授和牛津大學(xué)的陳玉林教授是本研究的合著者，作者是陳成博士，王梅克斯博士。合作者包括上海科技大學(xué)的劉忠凱博士、薛嘉明和李剛、以色列魏茲曼科學(xué)研究所的嚴(yán)濱海教授、上海交通大學(xué)的賈金鳳教授和袁宏濤教授。南京大學(xué)獲科技部和自然科學(xué)基金資助。
    
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