近日，中國科學院半導體研究所半導體超晶格國家重點實驗室研究員趙建華團隊與合作者北京大學教授徐洪起等在《納米快報》（Nano Letters）上發(fā)表了高質量立式InSb二維單晶納米片的研究成果。
在III-V族半導體中，InSb化合物具有最窄禁帶寬度、最高電子遷移率、最小有效質量和最大g 因子，是制備高速低功耗電子器件、紅外光電子器件及進行自旋電子學研究與拓撲量子計算等前沿物理探索的理想材料。由于InSb具有晶格常數(shù)大以及固有的n型導電性特征，難以找到合適襯底外延生長，通常人們采用緩沖層技術。然而，晶格失配引起的位錯缺陷會沿著緩沖層向上延伸，甚至延伸至緩沖層表面，使得緩沖層表面不能形成完美的晶格結構，從而影響外延的InSb薄膜晶體質量。半個多世紀以來，高質量InSb材料制備一直是困擾科學家們的難題。
趙建華團隊的潘東等研究人員利用分子束外延技術，首先在Si（111）襯底上生長出高質量純相InAs納米線，然后通過控制生長溫度和束流比，創(chuàng)造性地在一維InAs納米線上生長出了二維高質量InSb納米片。這種免緩沖層技術制備出來的立式InSb納米片為純閃鋅礦單晶，結構中觀察不到層錯及孿晶等缺陷。其長度和寬度達到微米量級（大于10微米）、厚度可薄至10納米。徐洪起等將這種高質量的二維InSb納米片制成了場效應器件，器件具有明顯的雙極性特征，低溫下場效應遷移率近20000 cm2 V-1 s-1。
該項工作得到了科技部和國家自然科學基金委的經(jīng)費支持。
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