摘要:宽带隙半导体,例如氧化镓 (Ga 2 O 3 ),因其在下一代高功率电子器件中的应用而备受关注。尽管单晶 Ga 2 O 3 衬底可以常规地从熔体中沿各种取向生长,但关于这些取向的影响的报道却很少。此外,由于缺乏 p 型掺杂,用 Ga 2 O 3 制造整流 pn 二极管一直很困难。在本研究中,我们通过改变以下三个因素在 β-Ga 2 O 3 上制造和优化了 2D/3D 垂直二极管:衬底平面取向、2D 材料选择和金属触点。使用高温相关测量、原子力显微镜 (AFM) 技术和技术计算机辅助设计 (TCAD) 模拟验证了我们的设备的质量。我们的研究结果表明,2D/3D β-Ga 2 O 3 垂直异质结通过基底平面取向(-201)进行优化,结合 2D WS 2 剥离层和 Ti 接触,并显示出记录的整流比(> 10 6 )同时具有导通电流密度(> 10 3 A cm -2 ),可用于功率整流器。
原理:激活强大的免疫系统是抵抗实体瘤和防止复发的关键策略。研究表明,铜凋亡和由此产生的活性氧 (ROS) 增加可触发免疫原性细胞死亡 (ICD) 并调节肿瘤免疫微环境,从而激活全身免疫。因此,为此目的,设计一种多功能铜基纳米材料非常重要。方法:在本研究中,我们开发了 Bi 2 O 3 − XSX -CuS pn 异质结纳米粒子 (BCuS NPs),旨在刺激全身免疫反应并有效抑制休眠和复发性肿瘤。使用透射电子显微镜、X 射线衍射和其他方法对 BCuS 纳米粒子进行了表征。此外,通过各种实验方法深入研究了 BCuS 的声动力学和化学动力学特性。我们通过体外实验,包括免疫荧光实验、蛋白质印迹法和细胞流式细胞术,确定了BCuS诱导多种细胞死亡途径的机制。此外,我们还利用小鼠原位和远端肿瘤模型和RNA测序来评估联合治疗的疗效。结果:结果表明,BCuS在酸性环境中产生类Fenton反应,并在超声治疗过程中诱导高毒性ROS的产生。体外研究进一步表明,BCuS诱导了杯凋亡和铁凋亡的发生,并与ROS结合刺激了ICD,从而有效逆转了肿瘤微环境的免疫抑制,提高了免疫治疗的敏感性。正如体外研究所证明的那样,体内实验也证实了联合治疗的增强效果。结论:BCuS声敏剂表现出声动力治疗效应,包括抑制肿瘤生长和多种细胞死亡方式的结合。这些发现为利用纳米材料进行多模式联合癌症治疗提供了一种新方法。
固态纳米孔传感的一个长期未实现的目标是在转位过程中实现 DNA 的平面外电传感和控制,这是实现碱基逐个棘轮的先决条件,从而实现生物纳米孔中的 DNA 测序。二维 (2D) 异质结构能够以原子层精度构建平面外电子器件,是用作电传感膜的理想但尚未探索的候选材料。在这里,我们展示了一种纳米孔架构,使用由 n 型 MoS 2 上的 p 型 WSe 2 组成的垂直 2D 异质结二极管。该二极管表现出由离子势调制的整流层间隧穿电流,而异质结势则相互整流通过纳米孔的离子传输。我们同时使用离子和二极管电流实现了 DNA 转位的检测,并展示了 2.3 倍的静电减慢的转位速度。封装层可实现稳健的操作,同时保留用于传感的原子级锐利 2D 异质界面的空间分辨率。这些结果为单个生物分子的非平面电传感和控制建立了范例。
溶液处理的有机太阳能电池 (OSC) 为实现轻质、经济高效、灵活和光学可调的光伏电池提供了一种有希望的途径。1,2 OSC 在室内和室外条件下都表现出了优异的性能,其能量转换效率 (PCE) 分别超过了 31% 3 和 19% 4。高性能 OSC 采用体异质结 (BHJ) 概念 5,即电子给体和电子接受域相互渗透的纳米级网络,以促进激子解离。BHJ 的形态细节,包括域大小、纯度、结晶度等,2,6 强烈影响电荷光生成、电荷传输和 PCE。分子取向被认为是影响光吸收、激子解离、电荷传输和能级排列的关键参数。7 对于 π 堆叠分子,面朝上的取向,即分子平面与基底平行,能够在分子堆叠内实现有效的垂直电荷传输。 8,9 另一方面,边缘取向,即分子平面相对于基底直立,在薄膜中产生有效的横向通路。10 因此,促进 OSC 中非平面电荷传输的努力强调了正面分子堆叠是 BHJ 活性层中理想的结构特征,8,11 而边缘堆叠通常被视为非预期且有害的。根据这种想法,许多研究已经注意到 BHJ 活性层中正面分子堆叠引起的电荷载流子迁移率和 PCE 增益。12–14
4 这些作者贡献相同 *通信地址:muhaoran@sslab.org.cn (HM);linshenghuang@sslab.org.cn (SL) 收稿日期:2024 年 9 月 11 日;接受日期:2024 年 12 月 16 日;在线发表日期:2024 年 12 月 23 日;https://doi.org/10.59717/j.xinn-mater.2024.100113 © 2025 作者。这是一篇根据 CC BY 许可开放获取的文章 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。引用:Wang P.、Mu H.、Yun T. 等人 (2025)。1D-2D 横向范德华异质结中的高整流和栅极可调光响应。创新材料 3:100113。自钝化表面和减少的隧穿漏电流使得在范德华 (vdW) 半导体异质结中创建理想的肖特基接触成为可能。然而,同时实现高整流比、低反向漏电流和快速光响应仍然具有挑战性。在这里,我们提出了一种一维 (1D)/二维 (2D) 混合维异质结构光电二极管来解决这些挑战。该结构中显著的价带偏移和最小的电子亲和能差异确保了高整流比和高效的电荷收集。此外,1D 和 2D 材料之间的尺寸差异,其特点是接触面积较小和厚度差异显著,导致低反向漏电流和高电流开关比。此外,它能够实现栅极可调的能带结构转变。我们的器件在室温下表现出 4.7 × 10 7 的出色整流比和 5 × 10 7 的高开关比(V ds = 2 V 和 V g = 30 V)。在 20 V 的栅极电压下,光电二极管实现了 4.9 × 10 14 Jones 的比探测率 (D * )、14 μs 的快速响应时间和接近 1550 nm 的扩展工作波长。混合维度设计和能带工程的战略组合产生了具有出色灵敏度、可重复性和快速响应的 1D-2D pn 异质结光电二极管,凸显了 vdW 半导体在先进光电应用方面的潜力。
图1(a)柔性锡/GESN异质结的示意图PDS:(a-i)形成蚀刻孔阵列以促进随后的底切进程。(A-II)HF底切以释放GESN膜,然后在PET底物上进行翻转。(A-III)通过溅射锡形成矩形异质结。(A-IV)NI接触的沉积。(A-V)和(A-VI)分别通过凹形和凸弯曲固定装置应用外部单轴拉伸和压缩菌株。(b)柔性锡/GESN PD的光学图像及其在显微镜图像中放大。图1概述了柔性锡/GESN异质结PD的制造过程。准备
光电倍增探测器有望克服有机短波红外光电探测器的低响应度。然而,最近的光电倍增探测器通常会同时增加响应度和暗电流,从而抵消对探测率的影响。为了抑制光电倍增装置中的暗电流,我们提出了一种新的夹层结构,即一种克服信号和噪声之间权衡的 pn 结组合。与使用典型单极电荷传输材料的设备相比,我们的双层设计具有降低暗电流和出色外部量子效率的优势。我们将这种新的夹层设计融入上转换成像器中,使上转换效率和图像对比度翻倍。这种夹层可推广到不同的有机半导体,这尤其有用,因为这里的设计将适用于尚未发现的未来红外材料。
摘要:在这项研究中,通过在SI底物上的纳米结构NIO的直接自旋涂层制造了基于石墨烯/Nio/N-Si的自动宽带光电探测器。Nio/Si异质结构的Curren T – V Oltage测量表现出在光照明下具有增强的pho-drumerent的整流特性。在300 nm至800 nm的范围内测量了光反检测能力,并且由于NIO的宽带隙,观察到紫外线区域的较高光响应。顶部的石墨烯透明导电电极的存在进一步增强了整个测得的波长区域的响应性,从350至800 nm。,在插入石墨烯顶层时,发现NiO/Si检测器在350 nm处的光响应从0.0187增加到0.163 a/w。在零偏置处的高摄影电流比(≃104)表明该设备在节能高性能宽带光电检查器中具有有利的应用。
摘要:单晶半导体衬底上的外延和薄膜形成工艺直接实现了各种复杂的 III-V 异质结器件设计,因此决定了最终的电子或光电器件性能。III-V 异质结不仅包括结上掺杂剂种类变化的概念,更重要的是,还包括半导体晶体的变化,从而区分了 III-V 器件设计选项以及与硅基器件相比的伴随性能优势。最早的商业化实例是 AlGaAs/GaAs 结,它利用能带隙差异来设计电荷载流子限制。GaAs 的带隙比 AlGaAs 窄,并且可以通过精确控制 Al 的成分来“调整”AlGaAs 的带隙。数十年的研究已经导致整个半导体光谱中 III-V 异质结化合物的开发;元素周期表的 III 列中的 B、Al、Ga 和 In,以及 V 列中的 N、P、As 和 Sb。该演讲将深入探讨 III-V 外延和薄膜沉积技术、关键工艺考虑因素、异质结挑战和局限性等主题,并提供对未来机遇的看法。
1.2 eV (间接、多层),理论电子和空穴迁移率分别约为 250 和 270 cm 2 V − 1 s − 1。6 – 8 WSe 2 以其独特的物理性质为具有优异光电性能的多功能电子和光电子器件打开了大门。近年来,基于范德华 (vdW) 垂直异质结构或横向 p – n 异质结的新型人工结构在 WSe 2 光电器件应用中引起了极大的兴趣。9 – 14 例如,Jo 等人证明,通过三苯基膦 n 掺杂法显着提高了基于 WSe 2 /h-BN 的 p – n 异质结光电探测器的光响应度。 15 Guo 等人报道,由 p 型 WSe 2 和 n 型 ZnO 结合制成的 WSe 2 – ZnO p – n 异质结光电探测器在 405 nm 光照下表现出 4.83 × 10 3 AW − 1 的超高光响应度。16 Liu 等人报道,基于 WSe 2 – Bi 2 Te 3 p – n 异质结的光电探测器在 633 nm 光照下可产生约 210 μ s 的快速响应时间和约 20.5 AW − 1 的高光响应度。17
