研究方向：新型半导体光电子功能材料
人 员：吕有明、朱德亮、柳文军、曹培江、韩舜、刘新科、许望颖、贾芳、曾玉祥、方明
简 介：
本方向通过采用脉冲激光沉积法、原子层外延法、磁控溅射法、高温气相沉积法、水热法、溶胶凝胶法制备等手段，开展新型半导体薄膜材料和纳米结构材料的研究；解决新型半导体光电子学研究领域中的材料、物性及器件问题，实现其在发光、显示、光电探测、太阳能电池及高压功率器件等方面的应用。近年来取得的主要科研成果下：
1. 开展了ZnO基薄膜材料制备、掺杂及光电特性的研究，提出了解决载流子输运特性、提高掺杂效率的有效途径和方法，研究了ZnO基合金材料的制备、能带结构及光学性质，利用能带工程设计器件结构，在ZnO基异质p-n结器件上实现了高效紫外发光和白光器件；
2. 通过研究衬底表面原子结构和反应原子迁移能的变化规律，将立方MgZnO的可探测紫外光范围由深紫外（220nm-290nm）扩展到近紫外波段（220nm-350nm），研制出了具有内增益的MSM叉指结构紫外探测器件，利用混合结构将MgZnO紫外探测器的信号噪声比提高到1100；
3. 开展了Ga2O3基薄膜日盲紫外探测器的研究，利用非晶基体中镶嵌一些纳米晶的特殊结构，产生较高的光电导增益，实现器件的最大信噪比（Ilight/Idark）可达1.1´104；25V偏压下，器件的峰值响应度高达413A/W，为目前文献报道Ga2O3薄膜紫外探测器中最高的；
4. 开展了ZnO基透明导电薄膜的制备研究，采用独有的亚单分子（原子）层分层掺杂技术制备了AZO薄膜，利用氢掺杂技术有效改善和提高了电学性能，实现了可重复再现的ZnO基导电薄膜。在柔性衬底上成功沉积了具有高品质的AZO、GZO导电薄膜，热稳定性结果表明已达到工业触摸屏的要求；
5. 合成了各类氧化物半导体纳米结构材料，实现了纳米颗粒、纳米线和纳米针阵列、纳米棒/纳米颗粒复合结构等的精细调控，在此基础上开展了纳米结构在场发射器件、气敏传感器、染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、光催化及电化学能源转换等应用方面的研究；
6. 开展了氧化物（如IGZO、SnO）薄膜晶体管的制备研究，系统研究了氧分压、后退火温度、薄膜厚度对器件性能的影响机理，实现高性能氧化物薄膜晶体管的可控生长，成功制备出低电压驱动的氧化物薄膜晶体，达到国际先进水平；
7. 开展了高压氮化镓功率器件（SBDs, HEMTs）的研究工作，采用硅基兼容技术实现了1200伏击穿电压的氮化镓垂直肖特基二极管（SBDs），分析了材料缺陷对氮化镓二极管器件性能影响，采用InGaN源漏再生长和硅基兼容技术实现了800伏击穿电压的氮化镓高电子迁移率晶体管；
8. 类石墨烯二维材料(黑磷，MoS2,WMoS2等)的材料制备与器件研究，通过气相沉积法实现大面积制备类石墨烯二维材料，并首次WMoS2三元合金材料与器件的制备，通过低温材料与器件表征，深入分析电子散射机理，改善器件的电学特性。
近年来本方向承担国家科技重大研发项目、国家自然科学基金、广东省高新计划开发项目、广东省自然科学基金和深圳市科技计划项目等多项课题的研究，在Advanced Materials，Advanced Functional Materials，Applied Physics Letters，Scientific Reports，Journal of Materials Chemistry C，Journal of Alloys and Compounds等学术刊物发表学术论文100余篇，获省部级科技奖一等奖、二等奖各1项，授权国际专利2项，国家发明专利10余项。
研究内容：
1. 氧化锌基半导体发光、紫外探测材料与器件；
2. 氧化镓薄膜制备及其日盲紫外光电探测器；
3 . 氧化物半导体透明导电薄膜材料与应用；
4 . 氧化物薄膜场效应晶体管；
5 . 纳米半导体材料的制备、表征和光电器件；
6 . 钙钛矿太阳能电池；
7 . 高压氮化镓功率器件；
8 . 类石墨烯二维材料的制备与器件。
