研究人员克服晶格失配问题以推进光电应用

香港城市大学(城大)的研究团队最近成功实现了用于电子和光电应用的III-V族/硫族化物核壳异质结构纳米线的无晶格失配构建。这一突破解决了与高质量异质结构半导体生长中的晶格失配问题相关的关键技术挑战，从而增强了载流子传输和光电性能。

几十年来，生产高质量异质结构半导体的挑战一直存在，主要受到界面晶格失配问题的阻碍。这种限制限制了这些材料在高性能电子和光电应用中的潜力。

为了克服这一障碍，研究小组首先引入了一种开创性的方法，用于无晶格失配合成专为器件应用而设计的III-V/硫族化物核壳异质结构纳米线。

“在纳米级水平上，表面特性在控制低维材料的材料特性方面发挥着关键作用。硫属化物原子的表面活性剂特性对核壳异质结电子器件的前景做出了重大贡献，以满足不断发展的技术需求，”约翰尼教授说城大协理副校长(企业)兼材料科学与工程系教授何先生领导了这项研究。

“这项研究取得的进展标志着朝着高效利用III-V异质结构半导体迈出了实质性的一步，为高性能应用铺平了道路，特别是在物联网(IoT)领域，否则使用其他方法可能无法实现这一点。替代方法，”何教授补充道。

何教授强调，配合第三代探测器SWaP3概念(尺寸、重量、功率、价格、性能)，最新一代光电器件正趋向小型化、灵活性和智能化。“核壳异质结构纳米线的无晶格失配结构为下一代超灵敏SWaP3光电子学带来了巨大的希望，”他说。

这项开创性的研究涵盖创新材料设计、新颖工艺开发以及新光电应用的探索。最初的重点是研究由硫属化物共价键网络组成的非晶壳，战略性地用于解决III-V核周围的晶格失配问题。

在核壳异质结构中成功实现有效的无晶格失配结构引入了非常规的光电特性。值得注意的是，这些特性包括双向光响应、可见光辅助红外光电检测和增强红外光电检测。