二維(2D)層狀材料庫(kù)不斷增長(zhǎng)，從基本的二維材料到金屬硫?qū)倩?。與散裝材料不同，2D層狀材料具有新穎的特性，在下一代電子和光電子器件中具有巨大的潛力。

摻雜工程是控制二維材料特殊性質(zhì)的重要且有效的方法，可應(yīng)用于邏輯電路、傳感器和光電器件。然而，在摻雜過(guò)程中必須使用額外的化學(xué)物質(zhì)，這可能會(huì)污染材料。這些技術(shù)只能在材料合成或器件制造過(guò)程中的特定步驟中實(shí)現(xiàn)。

在eLight上發(fā)表的一篇新論文中，由深圳大學(xué)張涵教授和布法羅大學(xué)ParasNPrasad教授領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)研究了實(shí)施中子嬗變摻雜來(lái)操縱電子轉(zhuǎn)移。他們的論文標(biāo)題為第一次展示了這種變化。

中子嬗變摻雜(NTD)是一種可控的原位置換摻雜方法，它利用熱中子與半導(dǎo)體中原子核的核反應(yīng)。它提供了一種無(wú)需額外試劑即可有意摻雜二維材料的新方法。NTD可以在基于2D材料的設(shè)備制造過(guò)程中的任何步驟中引入，甚至可以在制造后使用。

NTD于1975年成功開(kāi)發(fā)用于Si、磷化鎵(GaP)和磷化銦(InP)等體半導(dǎo)體。1991年，與錫(Sn)相關(guān)的淺施主可以通過(guò)NTD均勻地引入到塊狀硒化銦(InSe)晶體中。2D層狀I(lǐng)nSe基光電探測(cè)器的進(jìn)一步性能改進(jìn)受到摻雜InSe的低載流子密度的限制。如果可以通過(guò)NTD的“清潔”方法來(lái)操縱和優(yōu)化基于2D層狀I(lǐng)nSe的光電探測(cè)器性能，那將是令人著迷的。

研究團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了通過(guò)NTD摻雜2D層狀I(lǐng)nSe。他們成功地縮小了帶隙并增加了SN??摻雜的層狀I(lǐng)nSe的電子遷移率，反映了顯著的改進(jìn)。他們將場(chǎng)效應(yīng)電子遷移率從1.92cm2V-1s-1提高到195cm2V-1s-1。同時(shí)，光電探測(cè)器的響應(yīng)度提高了大約50倍，達(dá)到397A/W。

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，NTD對(duì)材料研究的未來(lái)有著巨大的希望。它應(yīng)該為基于材料的技術(shù)帶來(lái)重大的新機(jī)遇。NTD方法下，可以隨時(shí)嚴(yán)格控制和引入摻雜劑，提高效率。通過(guò)在原子水平上進(jìn)行摻雜，研究人員和行業(yè)可以確保將摻雜劑放置在正確的位置，并了解摻雜劑在該位置的精確影響。最后，NTD可用于保護(hù)人員，特別是在檢測(cè)氣體或其他生物問(wèn)題時(shí)。

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