我校在先进半导体与能源电子器件领域取得突破 成果登国际期刊 《Science Bulletin》《InfoMat》

近日，我校在半导体与新能源器件领域连续取得多项突破性进展。

成果一：晶圆级PbS单晶薄膜的室温红外探测器性能媲美传统制冷型器件

传统高性能红外探测器需在极低温下工作，依赖昂贵笨重的制冷设备，严重限制了其在消费电子领域的应用。我校新能源学院方龙副研究员携团队成员与武汉大学何军教授团队合作，成功研发出无需制冷的高性能室温红外探测器。通过化学气相沉积技术，在钛酸锶衬底上外延生长出晶圆级高质量PbS单晶薄膜，并创新设计非对称电极结构，利用内建电场高效分离光生电荷，实现器件零偏压自驱动。该探测器响应速度达亚毫秒级，在室温下即可实现清晰红外成像，性能指标与需制冷的中高端器件相当，大幅降低了系统成本与复杂度，为低成本、小型化新一代红外成像技术产业化打开了大门。

相关成果以《Epitaxial growth of wafer-scale PbS single-crystal films for room-temperature near-infrared sensing》为题发表于国际期刊《Science Bulletin》（影响因子21.1，我校方龙副研究员为论文通讯作者，内蒙古工业大学为通讯单位）。

成果二：解决二维材料稀土掺杂技术瓶颈 为下一代红外探测及量子光源器件开辟新路径

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所王俊勇研究员与方龙副研究员等团队成员合作研究，在二维半导体材料掺杂技术领域取得突破。研究团队创新性地提出了“台阶诱导 + 自驱动掺杂”策略，成功解决了传统掺杂方法中稀土离子边缘偏析的技术难题，首次实现了厘米级单层 Yb-WS₂薄膜的可控制备，并将该策略推广到其他金属掺杂 WS₂体系。这一成果为下一代红外探测及量子光源器件的发展提供了新的技术路径，对推动我国在二维材料领域的产业化进程具有重要意义。

相关成果以《Seed-mediated self-driven nucleation growth of doped monolayer WS₂film》为题发表于国际期刊《InfoMat》，并入选封面期刊（期刊影响因子为22.3，我校方龙副研究员为论文通讯作者，内蒙古工业大学为通讯单位）。

上述研究工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金及内蒙古自治区科技计划等项目的联合资助，获得武汉大学何军教授及团队师生支持。

文字、图片：新能源学院