近日，中国科学院半导体研究所超晶格国家重点实验室博士后杨圣雪、博士生李燕，在研究员李京波、中科院院士李树深和夏建白等人的指导下，取得二维GaS超薄半导体的基础研究中新进展，探明了新型超薄金属硫化物二维半导体材料性质。2月7日，相关成果发表在英国皇家化学会主办的《纳米尺度》上，并被选为热点论文。

 

二维半导体材料拥有独特物理性质，成为了纳米交叉学科的研究热点。石墨烯是目前研究最为广泛的二维材料，但其带隙为零，限制了它在许多领域中的应用。作为石墨烯的类似物，具有半导体带隙的金属硫化物备受关注。这些二维半导体材料的光电器件具有优越的性能，并且可以设计复杂的器件结构。研究更多新的二维半导体材料，设计各种新的结构和器件成为了半导体纳米科学的一个重要部分。

 

GaS作为重要的金属硫化物之一，具有高度各向异性的结构，并且拥有优良的电学、光学和机械性质。在这种背景下，半导体所李京波小组设计了基于超薄GaS的红外光探测器，研究了在不同气体环境下该探测器的不同光响应现象，并且基于第一性原理计算结果解释了不同光响应现象产生的原因。研究发现，课题组设计的探测器对633纳米的红光展现出了高效快速并且稳定的响应，且在NH3环境下光敏性很高，同时得到了很高的外部量子效率。

 

科研人员表示，上述研究结果可以说明，新型超薄金属硫化物二维半导体材料可以被用于高效的纳米传感器、光探测器、光开关、场效应晶体管、光电子电路等微纳光电器件中。（来源：中国科学报 邱锐）