清洁掺杂策略产生更灵敏的光电晶体管

二维(2D)层状材料库不断增长，从基本的二维材料到金属硫属化物。与散装材料不同，2D层状材料具有新颖的特性，在下一代电子和光电子器件中具有巨大的潜力。

掺杂工程是控制二维材料特殊性质的重要且有效的方法，可应用于逻辑电路、传感器和光电器件。然而，在掺杂过程中必须使用额外的化学物质，这可能会污染材料。这些技术只能在材料合成或器件制造过程中的特定步骤中实现。

在eLight上发表的一篇新论文中，由深圳大学张涵教授和布法罗大学ParasNPrasad教授领导的科学家团队研究了实施中子嬗变掺杂来操纵电子转移。他们的论文标题为第一次展示了这种变化。

中子嬗变掺杂(NTD)是一种可控的原位置换掺杂方法，它利用热中子与半导体中原子核的核反应。它提供了一种无需额外试剂即可有意掺杂二维材料的新方法。NTD可以在基于2D材料的设备制造过程中的任何步骤中引入，甚至可以在制造后使用。

NTD于1975年成功开发用于Si、磷化镓(GaP)和磷化铟(InP)等体半导体。1991年，与锡(Sn)相关的浅施主可以通过NTD均匀地引入到块状硒化铟(InSe)晶体中。2D层状InSe基光电探测器的进一步性能改进受到掺杂InSe的低载流子密度的限制。如果可以通过NTD的“清洁”方法来操纵和优化基于2D层状InSe的光电探测器性能，那将是令人着迷的。

研究团队首次实现了通过NTD掺杂2D层状InSe。他们成功地缩小了带隙并增加了SN​​掺杂的层状InSe的电子迁移率，反映了显着的改进。他们将场效应电子迁移率从1.92cm2V-1s-1提高到195cm2V-1s-1。同时，光电探测器的响应度提高了大约50倍，达到397A/W。

研究团队认为，NTD对材料研究的未来有着巨大的希望。它应该为基于材料的技术带来重大的新机遇。NTD方法下，可以随时严格控制和引入掺杂剂，提高效率。通过在原子水平上进行掺杂，研究人员和行业可以确保将掺杂剂放置在正确的位置，并了解掺杂剂在该位置的精确影响。最后，NTD可用于保护人员，特别是在检测气体或其他生物问题时。

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