研究人员克服晶格失配问题，推进光电子应用

香港城市大学（城大）的一个研究团队最近成功实现了用于电子和光电子应用的III-V/硫族化合物核-壳异质结构纳米线的无网格结构。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子应用中的潜力

在克服这一障碍的突破性努力中，研究团队最初引入了一种无晶格失配合成III-V/硫族化合物核壳异质结构纳米线的开创性方法，该方法专为器件应用而设计

他们的研究题为“III-V/硫族化合物核壳异质结构纳米线的无晶格失配构建”，已发表在《自然通讯》上

领导这项研究的城市大学副总裁（企业）兼材料科学与工程系教授Johnny Ho表示：“在纳米级上，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。硫族化物原子的表面活性剂特性对核壳异质结电子技术的前景做出了重大贡献，以满足不断发展的技术需求。”

GaSb/GeS核壳异质结构纳米线的结构示意图。来源：《自然通讯》（2023）。DOI:10.1038/s41467-023-43323-x核壳异质结构纳米线的无晶格失配构建，以GaSb/GeS为例。来源：《自然通讯》（2023）。DOI:10.1038/s41467-023-43323-x

何教授补充道：“这项研究取得的进展标志着III-V异质结构半导体在高效利用方面迈出了实质性的一步，为高性能应用铺平了道路，特别是在物联网领域，否则使用替代方法可能无法实现。”

何教授强调，与第三代探测器SWaP3概念（尺寸、重量、功率、价格、性能）相一致，最新一代光电器件正朝着小型化、灵活性和智能化的方向发展。他说：“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光电子器件带来了巨大的前景。”

这项开创性的研究包括创新材料设计、新工艺开发和新光电应用的探索。最初的重点涉及由硫族化物共价键网络组成的非晶壳的研究，该非晶壳被战略性地用于解决围绕III&ndash；V芯

核壳异质结构中有效的无晶格失配结构的成功实现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型红外光电检测