利用PLD 技術合成、面積1 平方厘米的黑磷薄膜，容納了25個電性能良好的晶體管，應用於電子器件。放大

黑磷是一種層狀半導體，被視為二維材料領域的明日之星，在提升資訊器件性能方面，起著重要作用。黑磷擁有可調控的能帶帶隙和載流子高遷移率等特性，可廣泛應用於納米電子、納米光子，以至超導體和量子器件。然而，大面積製備超薄黑磷膜一直未能實現，因而限制了其應用和發展前景。

 

郝建華教授

郝建華教授

為解決這長久以來的難題，理大材料物理與器件講座教授、應用物理學系副系主任郝建華教授與團隊用五年時間進行實驗，成功利用脈衝激光沉積（PLD）技術（以脈衝激光先將固體靶材蒸發形成薄膜），合成具高度均一性、面積達厘米級的超薄黑磷膜，可與商用製造技術兼容。最近，研究成果以 Large-scale growth of few layer two-dimensional black phosphorus 為題，刊載於世界知名科學期刊《自然 — 材料》上。

 

這項突破性研究為進一步研發可供信息產業應用的厘米級黑磷器件奠定了基礎。

郝教授解釋﹕「我們利用P L D 技術，成功將少層黑磷的面積，由過去的數十微米增加至厘米級。」大大提高了黑磷的巨大應用前景的可能性。例如黑磷有潛力取代矽，製成僅為數個原子厚度的微型晶體管。「這意味着我們能夠將更多晶體管放進手機和電腦等智能電子設備內，而數目可能是現有技術所能做到的一千倍，電子設備的速度將會更快、功能更強。」

 

利用脈衝激光沉積技術合成大面積的超薄黑磷膜，可與商用製造技術兼容

 

利用PLD 技術合成、面積1 平方厘米的黑磷薄膜，容納了25個電性能良好的晶體管，應用於電子器件。

（上）研究團隊在真空室內利用脈衝激光將黑磷晶體轉變成黑磷簇，再在一塊基底表面上形成厘米級的超薄黑磷膜。

（下）利用PLD 技術合成、面積 1平方厘米的黑磷薄膜，容納了 25個電性能良好的晶體管，應用於電子器件。