报告题目：超高空穴迁移率GaSb纳米线的制备及其红外探测性能

报告人：杨再兴 教授

报告时间：2019年5月21日（周二）下午3:00

报告地点：激光所一楼报告厅

由于具有超高的理论空穴迁移率（1000 cm²V^-1s^-1）和较窄的理论禁带宽度（0.72 eV），一维锑化镓（GaSb）纳米线在制造小尺寸光电子器件方面具有先天的优势。然而，受限于实验所得的较低空穴迁移率，基于GaSb纳米线的光电子器件在近几年发展缓慢。采用传统的化学气相沉积法（CVD）合成GaSb纳米线会遇到纳米线横向生长的问题，导致其直径无法控制、晶体质量差、空穴迁移率一般小于40 cm²V^-1s^-1[1]。值得一提的是，在新近发展的硫表面活性剂辅助生长三五族半导体纳米线的方法中，成功实现了直径可控、生长方向可控、本征空穴迁移率达理论极限值（330 - 400 cm²V^-1s^-1，载流子浓度10¹⁸ cm^-3）的GaSb纳米线[2-4]。

在本征空穴型半导体中，通过轻掺杂可以有效改善晶体质量而降低库仑散射作用，有利于空穴迁移率的提高。在CVD合成纳米线的方法中，所使用的金属催化剂被证明可以微量的掺杂到纳米线晶格中，有效调控纳米线的能带结构和电学输运性质。选择合适的与现有Si工艺相兼容的金属催化剂，并实现对纳米线的轻掺杂而调控其迁移率和能带结构是GaSb纳米线研究的难点。本研究选择金属Sn作为生长GaSb纳米线的催化剂，实现对纳米线迁移率（空穴迁移率超过1000 cm²V^-1s^-1）和能带结构（能带宽度减小到0.69 eV）的调控。得到的GaSb纳米线对1550 nm的红外光展现了较好的响应率（61 AW^-1）和极快的反应速度（几百微秒）。

参考文献:

[1] Z. X. Yang, F. Y. Wang, N. Han et al, ACS Appl. Mater. Interfaces, 5, 10946 (2013)

[2] Z. X. Yang, N. Han, M. Fang et al, Nat. Commun., 5, 5249 (2014)

[3] Z. X. Yang, S. P. Yip, D. P. Li et al, ACS Nano, 9, 9268 (2015)

[4] Z. X. Yang, L. Z. Liu, S. P. Yip et al, ACS Nano, 11, 4237 (2017)

杨再兴个人简介

杨再兴，1984年8月生，山东大学电子学院教授、博士生导师、光电材料与器件研究室主任、副院长、山东大学齐鲁青年学者、山东大学杰出青年、山东省泰山学者青年专家、国家重点研发计划青年项目负责人、评审专家。2003年9月至2007年6月杨再兴于半岛·体育,半岛(中国)物理学专业获得理学学士学位；2007年9月至2012年6月于南京大学物理系凝聚态物理专业攻读理学博士学位；2012年9月至2016年9月在香港城市大学材料物理系做博士后研究工作；2016年10月加盟山东大学微电子学院。主要研究低维光电材料与器件，迄今为止发表SCI论文50余篇，包括Nat. Commun.，ACS Nano，Adv. Mater.，ACS Appl. Mater. Inter.，Adv. Optic. Mater.，Nanoscale等一流期刊。