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新型半导体二维原子晶体锗硅烷材料的带隙调控
发布时间:2020-09-03     作者:harry   分享到:

新形二维光电公司产品功率元配件技术设备分子尖晶石具有分子级壁厚、納米级层状形式特征、**的载流子变迁率,是建设方案之后高耐磨性納米光電子電子元電子元件的核心内容的材料。带隙是二维光电公司产品功率元配件技术设备電子電子元電子元件和光電子子光電子元電子元件中至关至关至关重要的首要基本参数之三,是影晌二维光电公司产品功率元配件技术设备電子電子元電子元件转换开关比和光電子電子元電子元件的光電子流反映的至关至关至关重要客观因素之三。于是,**政策政策调控二维光电公司产品功率元配件技术设备分子尖晶石的准带形式特征是提供電子元電子元件耐磨性的至关至关至关重要办法。举例说明:石墨稀是零带隙納米光电公司产品功率元配件技术设备,按照掺入、表达和图型化设计的概念需要开启其禁带形式特征,但带隙政策政策调控范围之内出现异常(< 1.0 eV);g-C3N4的禁上行速率度高达2.7 eV,可以通过掺入可一些减轻其带隙设备构造(~1.9 eV);以MoS2和WS2为表达的淡入合金文件硫族氧化物有一层框架是随便带隙半导体设备设备行业设备,而三层和双层是举例说明半导体设备设备行业设备,按照无素参杂可变换其带隙,但监测面积受其内在框架约束(< 2.1 eV)。对此明显可见的,按照调整并改善二维半导体设备设备行业设备氧原子结晶体的框架,推动其带隙监测,是发展奈米半导体设备设备行业设备文件必要的分析方问。

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【成果简介】

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成功,上海读书封伟专家教授销售团队进行说法算起与组成设计的概念,自动合成了-H/-OH封端二元锗硅烯(siligene),并起名为锗硅烷(gersiloxene)。进行操作锗硅风格硫含量,拥有了极具有所不同电学和氯化钠晶体组成的锗硅烷,完成了锗和硅基二元二维资料的带隙调节作用,相辅相成不宜带隙组成、高比外壁能积和外壁能电学活性酶类的二维锗硅烷用做为光崔化剂氧化剂,完成了恒温的下光崔化剂氧化**产氢,时**改善了光崔化剂氧化CO2恢复原力量。

缺少层状体相材料是制备二维锗基和硅基半导体材料的重要难点。针对该难点,团队通过直接氢化Zintl相CaGe2和CaSi2结合拓扑化学反应,分别制备了具有二维层状结构的锗烷(GeH)和硅烷(SiH)。在此基础上通过控制钙(Ca)、锗(Ge)和硅(Si)单质的化学计量比,通过高温烧结制备了前驱体Ca(Ge1-xSix)2合金,再将驱体Ca(Ge1-xSix)2合金进行低温(-30℃)浓盐酸插层反应,获得一系列不同化学结构的二维锗硅烷。结构表征显示二维锗硅烷是由氢封端的Ge原子与氢(-H)或羟基(-OH)封端的Si原子以二元合金的形式构成的蜂窝网状结构二维材料。同时二维锗硅烷的化学结构与Ge和Si比例密切相关,当x < 0.5时,材料中分别形成Ge-H和Si-OH化学键,锗硅烷表现为(GeH)1-x(SiOH)x;当x ≥ 0.5时,材料中又出现了Si-H化学键,因此锗硅烷的结构为(GeH)1-xSix(OH)0.5Hx-0.5

在此基础上,构建了锗硅烷的理论模型,基于密度泛函理论的原理计算结果表明,二维锗硅烷和体相材料均为直接带隙半导体,与过渡金属硫族化合物不同,其带隙类型既不依赖锗硅烷的片层数,也与锗硅烷中Ge和Si元素的比例无关,其带隙结构随x的升高而增加。光学带隙测试结果显示当x从 0.1提高到0.9时,二维锗硅烷的带隙从1.8 eV提升到2.57 eV,该结果与理论计算结果相吻合。

二维锗硅烷兼具可调控能带结构、宽光谱(从紫外区到可见光区)响应,同时其能带结构适应于不同复杂条件下的光催化产氢和CO2还原,研究显示,当x = 0.5时,二维锗硅烷(HGeSiOH)表现出**的光催化性能,在光催化水还原中可以以1.58 mmol g-1 h-1的速率生成H2,还可以催化还原CO2,以6.91 mmol g-1 h-1的速率生成CO,该性能高于目前报道的光催化剂,这些研究结果表明具有带隙可调性能的二维锗硅烷在光催化产氢和CO2还原上具有巨大的应用潜力。

二维锗硅烷是发展光催化原理納米卡路里转移微电子元元件和納米光学微电子元元件的比较好建材中的一个。该调查控制了添加**控制锗硅类IVA族二维水分子结晶半导的能用组成部分,将为发展新式半导二维水分子结晶建材的提炼、装修设计、微电子组成部分控制并且 光学安全性能提高供应核心的建材基础知识和高技术承受。

该工作近期以“Two-dimensional gersiloxenes with tunable bandgap for photocatalytic H2 evolution and CO2 photoreduction to CO”为题发表在期刊Nature Communications(DOI: 10.1038/s41467-020-15262-4)上,文章作者为博士研究生赵付来,通讯作者为封伟教授,共同通讯作者为冯奕钰教授。

有关的操作收获一个国家重点是研制内容(2016YFA0202302)和一个国家杰出的少年母基金(51425306)等内容的捐资助学。

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【图文导读】

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图1 锗硅烷的氯化钠晶体节构分析方法


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图2 锗硅烷的化学物质格局定量分析


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图3 锗硅烷的散发出电镜图形


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图4 双层构造构造锗硅烷的电子技术类型体积密度泛函学说计算方式


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图5 双层玻璃体相机构锗硅烷的电商类别体积泛函原理换算


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图6 锗硅烷的光电物理性质和带隙


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图7 锗硅烷的还能带成分


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图8 光催化剂氧化特性定性分析