城大研究团体克服晶格失配难题 助开辟光电子应用
最近，香港城市大学（城大）的研究团队成功通过无晶格失配的方式制造出III-V/硫化物 (chalcogenide) 核壳异质结纳米线，可应用于电子和光电子器件。这一突破解决了异质结半导体 (heterostructure semiconductors) 生长中的晶格失配技术难题，从而提高了其载流子传输和光电特性。
多年来，高质量异质结半导体的生长一直面临挑战，这主要是由于界面处的晶格失配问题造成的。这一限制严重约束了该类材料在高性能电子和光电应用中的潜力。为了克服这个障碍，研究团队首先引入了一种开创性的方法，实现无晶格失配合成III-V/硫化物核壳异质结纳米线并专为器件应用而设计。
领导这次研究的城大协理副校长（企业）、材料科学及工程学系何颂贤教授说：“在纳米尺度上，表面特性对低维材料的性能起着关键作用。硫化物原子的表面性质对核壳异质结电子器件具有重要影响，以满足持续改变的技术需求。”
何教授续说：“这项研究取得的进步让我们可以更有效地利用III-V异质结半导体，为高性能应用铺平了道路，特别是在物联网（IoT）领域，这些应用可能无法通过其他方法实现。”
目前，在第三代探测器的SWaP3概念（尺寸、重量、功耗、价格、性能）的推动下，新一代光电子器件正朝着微型化、柔性化和智能化方向发展。何教授强调：“核壳异质结纳米线的无晶格失配构建对于下一代超灵敏SWaP3光电子具有巨大潜力。”
这次开创性研究涵盖了新材料设计、新工艺开发以及新光电应用的探索。由硫化物共价键网络构成的非晶壳层被巧妙地应用于解决III-V异质结晶格失配问题，成功实现了在核壳异质结构中的无晶格失配构建，带来了有别于传统的光电特性，包括双向光响应、可见光辅助的红外探测和显著增强的红外探测性能。
相关研究成果已于科学期刊《自然-通讯》(Nature Communications)上发表，题为〈Lattice-mismatch-free construction of III-V/chalcogenide core-shell heterostructure nanowires〉。
如有查询，欢迎联络城大协理副校长（企业）、材料科学及工程学系何颂贤教授 （电邮：johnnyho@cityu.edu.hk）。