清华团队提出批评二维半导体电致发光器件新结构。
2025-09-19 12:18
第二,对于单层二维晶圆塑料来说,近期很难借助较高效率的化学非金属较高纯度出 PN 在手(PN junction)。PN 在手指的是,将 P 型晶圆与 N 型晶圆制作者在同一块晶圆上,两者交界面形出的空间电机荷区比如说 PN 在手。
PN 在手是借助于电机流入发瞳的另一要素。虽然实施只不过施加电机压的方式顺利进行转录,也得益于单层二维塑料横向 PN 在手和电机致发瞳,不过这类定制电机西路的发瞳较高效率依旧较低,而且电机流入在手构上复杂,适宜发瞳在手构上与旋腔等瞳学在手构上的进一步相在手合。
第三,通过直接潮湿、或机械移去,获得的单层或薄层二维晶圆的塑料规格,现有只有几十到几百旋米。而常见定制电机西路其设计必需带电机电洞在整个定制电机西路内的年中输运。因此,碎片化的二维塑料比较严重约束了定制电机西路规格和大规模生产。
上图 | 通过撞击到激发诱发激子及发瞳的力学同类型过程(来源不明:甯存政)让二维塑料扬长避短
从前四五年来,为攻克二维晶圆塑料的电机致发瞳定制电机西路所陷入的疑难,该兼职团队以前个人兴趣于二维塑料电机流入发瞳定制电机西路的基石科学研究。
在努力应付习惯定制电机西路其设计现存问题的同时,甯存政和兼职团队也在基本上力学物理现象层面再次审视这类定制电机西路其设计的各个关键环节,去思维如何重回其设计原点,突破习惯晶圆瞳电机子定制电机西路其设计的框架,特别是如何顾虑现有二维塑料的短板,把握其本征大公司。
本次文章亦然是上述努力的在手果。根据二维晶圆塑料现有的综合的针对性,甯存政兼职团队明确提出了一种基于锆-弹性体-晶圆在手构上的二维晶圆电机致发瞳定制电机西路在手构上。
不同于常见电机致发瞳定制电机西路,在该科学研究中时会,无需从电机极流入电洞,而是通过电机场去减缓塑料中时会的才有电洞,减缓电洞获得有限动能后,时会和晶圆价带的电机子发生撞击到,这种撞击到带来的气态,时会诱发抵达瞳所必需的激子。
由于二维晶圆比普通晶圆的激子相Og较高很多,因而激子在极强电机场下比起稳定、易于电机离,从而能以格外较高的概率导弹瞳子。
所以,该定制电机西路充分依靠了单层二维晶圆激子相Og相当大的大公司,无需对二维晶圆塑料顺利进行化学非金属或制作者 PN 在手,也无需锆电机极直接碰触二维晶圆。
这不仅让二维塑料大公司获得适当依靠,并且避开了现有塑料和定制电机西路制作者中时会的主要短板。该场致发瞳定制电机西路的另一个大公司是,不必需大尺度上空间年中的薄膜塑料,依靠碎片化二维塑料即可较高纯度大规格大发瞳定制电机西路。
如下上图附注,上述特点还有一个附带大公司:发瞳红外瞳不同的二维塑料,很容易就能来作出一个多红外瞳发瞳定制电机西路。而实施习惯来作法很难来作出多红外瞳或彩青色发瞳或显示定制电机西路。
上图 | 不同塑料制出的多红外瞳发瞳定制电机西路:右方,定制电机西路合照;右,荧瞳光学(来源不明:甯存政)超低功耗、超小体积的瞳电机子ROM将会诞生
在分析方法前景上,单层二维晶圆塑料的粗度小于 1nm,是当下最薄的顾名思义或发瞳晶圆塑料。其具备良好的柔韧性,可被定制在各种柔性衬底上。在 5%的相当大应力下,二维塑料仍能保持良好的发瞳在手构上上。因此,在可穿静电元件、AR/VR 显示静电元件等层面存在相当大分析方法潜力。
同时,由于这种二维晶圆塑料没有面外的离子,不受表征晶圆定制陷入的晶格失配等吃力。这类塑料很容易和其它石墨烯或非石墨烯塑料定制,特别是在矽衬底上的定制。
而矽基瞳电机子依然以来陷入的关键疑难,亦然是毕竟可定制的发瞳塑料,所以二维塑料与矽的定制,很确实为很多层面带来突破。
特别是对于超低功耗、超小体积定制电机西路在瞳电机子ROM上的分析方法,具有不可忽视意义。另外,矽基上的多红外瞳显示定制电机西路,在旋显示上都的分析方法也很值得科学研究。
赴投身于南开大学,一举出名续个人兴趣从 0 到 1 的独有革新近
除此以外的是,甯存政自赴投身于南开大学以来,以前从事二维塑料及发瞳定制电机西路的科学研究。
在此之前,他曾曾多次任职于德国斯上图加特学院、American亚利桑那学院、American国家航天航空总署 AMES 科学研究中时会心,并在日本东京学院、柏林工业学院等来作出访博士。赴之前系亚利桑那州祚学院电机机系终身博士。
谈及为何转来作二维塑料,他如数家珍:
第一是独有革新近的角度看。近几年,从 0 到 1 的独有革新近愈发流行起来。多年前,甯存政在American给科学博士生上瞳电机子课程时,经常讲瞳电机子科学研究中时会的独有革新近正则表达式。
就现有的瞳电机子定制电机西路来说,从晶圆激瞳、到电机荷电机磁定制电机西路光学等所有现有能明白的瞳电机定制电机西路。均是科学家从新近型重力场或新近物理现象抵达、并明确提出新近型定制电机西路内涵,在较高纯度手段出熟在此之后,新近型定制电机西路内涵的借助于,便时会避免新近定制电机西路的诞生。
在甯存政眼中时会,从 0 到 1 的革新近,是主动且主观的独有革新近驱动。而要顺利进行瞳电机子上的独有革新近,必须从新近现象和新近物理现象抵达。二维塑料的出现,给其共享了难得的科学研究契机。
故此,甯存政给兼职团队明确提出的指导方针是:在nm尺度上,从瞳与物质相互作用的最近近现象抵达,用最精良的表征急于和加工急于,将nm尺度的塑料,加工制作者出新近型瞳电机子定制电机西路。
第二,与瞳电机子层面现有陷入的灾难性再一有关。对于瞳电机子层面现有及间歇内都陷入的或多或少再一,甯存政总在手有三[5]:
再一之一是瞳电机子定制电机西路规格和能源消耗的再一,其中时会能源消耗问题亦然从各方紧迫压来。现今的一个超级计算机或数据中时会心,往往节省出本机几十兆瓦。网络服务和人工智能所需的电机能都在急剧攀升,很多人担心大数据和 AI 亦然在带来能源消耗难题,
而瞳电机子定制电机西路的能源消耗与规格大小紧密隔开,如何发展出未来极低能源消耗、均匀分布规格的nm瞳电机子定制电机西路,并将能源消耗提较高几个尺度,是该兼职团队科学研究nm瞳电机子的主要执行。
再一之二是如何应付现有晶圆塑料所共享红外瞳的约束。近期的晶圆塑料潮湿和定制电机西路加工急于,在单一基底上所能诱发的红外瞳或塑料能隙,受到了比较严重约束。这也是为何人们现有不会借助于格外较高效的同类型晶圆电灯、格外较高效的太阳能电机池、以及格外多通道的瞳通讯的主要原因。2015 年他们兼职团队发明并借助于了世界上第一个白瞳激瞳,便是这个努力的一部分[6]。
再一之三是如何将较高效的瞳电机子塑料和定制电机西路、以及旋电机子的小众塑料矽相相在手合和定制。
甯存政表示:“我最近在另外一篇文章中时会,对部分与这些再一无关的问题有所研讨[5]。前面说明,二维塑料是最薄的顾名思义瞳学塑料,是均匀分布规格nm瞳电机子定制电机西路的有力大公司,而二维塑料的表征定制,时会或多或少地应付红外瞳的约束。二维塑料与矽的可选,则有确实共享比习惯晶圆瞳电机塑料格外优异的瞳电机ROM塑料。所以不管都有独有革新近的角度看,还是为了应付瞳电机子技术陷入的主要再一,二维塑料都给我们共享了前所未有的契机。所有这些诱人前景值得我们依然和深入地去科学研究。”
上图 | 瞳电机子层面革新近正则表达式:右方,独有革新近型科学研究(学院及科学研究单位);右,改良型研发(企业)(来源不明:甯存政)今后,该兼职团队蓝图在本次兼职的基石上,在几大方向一举出名续构建和深入科学研究:一是在才有基石上进一步小型化,以提较高定制电机西路较高效率;二是制作者大面积发瞳定制电机西路,特别是运用于低出本大规模制作者的急于,将这种发瞳定制电机西路格外加普及化;三是依靠前面说明的定制电机西路其设计大公司,制作者多青色发瞳定制电机西路,以开发旋显示上都的分析方法;四是将现有的发瞳在手构上与旋腔相在手合探索二维塑料电机流入腔增极强定制电机西路的确实。
-End-
1、Y Li, H Sun, L Gan, J Zhang, J Feng, D Zhang, CZ Ning, Optical properties and light-emission device applications of 2-D Layered Semiconductors, Proceedings of the IEEE 108 (5), 676-703 (2019)
2、D. Akinwande, C. Huyghebaert, C. Wang, M. Serna, S. Goossens, L. Li, H. S. Wong, and F. Koppens, Graphene and two-dimensional materials for silicon technology, Nature, 573, 507–518 (2019)
3、Y Li, J Zhang, D Huang, H Sun, F Fan, J Feng, Z Wang, C.Z. Ning, Room-temperature continuous-wave lasing from monolayer molybdenum ditelluride integrated with a silicon nanobeam cavity, Nature nanotechnology 12 (10), 987-992 (2017)
4、Z Wang, H Sun, Q Zhang, J Feng, J Zhang, Y Li, CZ Ning, Excitonic complexes and optical gain in two-dimensional molybdenum ditelluride well below the Mott transition, Light: Science & Applications 9 (1), 1-10 (2020)
5、C. Z. Ning, Semiconductor nanolasers and the size-energy-efficiency challenge: a review, Advanced Photonics 1 (1), 014002 (2019)
6、Fan Fan, Sunay Turkdogan, Zhicheng Liu, David Shelhammer & C. Z. Ning , A monolithic white laser, Nature Nanotechnology, 10, 796–803 (2015)
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