城大研究團體克服晶格失配難題 助開辟光電子應用
最近，香港城市大學（城大）的研究團隊成功通過無晶格失配的方式制造出III-V/硫化物 (chalcogenide) 核殼異質結納米線，可應用于電子和光電子器件。這一突破解決了異質結半導體 (heterostructure semiconductors) 生長中的晶格失配技術難題，從而提高了其載流子傳輸和光電特性。
多年來，高質量異質結半導體的生長一直面臨挑戰，這主要是由于界面處的晶格失配問題造成的。這一限制嚴重約束了該類材料在高性能電子和光電應用中的潛力。為了克服這個障礙，研究團隊首先引入了一種開創性的方法，實現無晶格失配合成III-V/硫化物核殼異質結納米線并專為器件應用而設計。
領導這次研究的城大協理副校長（企業）、材料科學及工程學系何頌賢教授說：“在納米尺度上，表面特性對低維材料的性能起著關鍵作用。硫化物原子的表面性質對核殼異質結電子器件具有重要影響，以滿足持續改變的技術需求。”
何教授續說：“這項研究取得的進步讓我們可以更有效地利用III-V異質結半導體，為高性能應用鋪平了道路，特別是在物聯網（IoT）領域，這些應用可能無法通過其他方法實現。”
目前，在第三代探測器的SWaP3概念（尺寸、重量、功耗、價格、性能）的推動下，新一代光電子器件正朝著微型化、柔性化和智能化方向發展。何教授強調：“核殼異質結納米線的無晶格失配構建對于下一代超靈敏SWaP3光電子具有巨大潛力。”
這次開創性研究涵蓋了新材料設計、新工藝開發以及新光電應用的探索。由硫化物共價鍵網絡構成的非晶殼層被巧妙地應用于解決III-V異質結晶格失配問題，成功實現了在核殼異質結構中的無晶格失配構建，帶來了有別于傳統的光電特性，包括雙向光響應、可見光輔助的紅外探測和顯著增強的紅外探測性能。
相關研究成果已于科學期刊《自然-通訊》(Nature Communications)上發表，題為〈Lattice-mismatch-free construction of III-V/chalcogenide core-shell heterostructure nanowires〉。
如有查詢，歡迎聯絡城大協理副校長（企業）、材料科學及工程學系何頌賢教授 （電郵：[email protected]）。