通过分子束外延法生长的光学活性硒化铟晶体相异质结构中的量子尺寸效应

《Advanced Optical Materials》：Quantum Size Effect in Optically Active Indium Selenide Crystal Phase Heterostructures Grown by Molecular Beam Epitaxy

本研究采用分子束外延技术制备了铟硒不同晶相异质结，发现γ-InSe/γ-In?Se?异质结在近红外区具有可调谐（250 meV）光发射特性，源于量子尺寸效应，且大尺寸基底为器件开发提供基础。

　　

摘要

硒化铟因其卓越的电子和光学特性而备受关注，这些特性在电子和光子器件应用中具有巨大潜力。这种半导体的大多数多晶型属于二维范德华半导体家族。在本研究中，通过分子束外延技术以精确可控的方式制备了具有光学活性的硒化铟晶体异质结构。实验表明，通过改变生长条件，可以分别获得γ-InSe、γ-In?Se?或β-In?Se?晶体相。从光子应用的角度来看，γ-InSe/γ-In?Se?异质结构是最有前景的。该异质结构在近红外光谱范围内表现出强烈的光发射特性，其发射能量可以通过调节γ-InSe层的厚度在250 meV范围内进行调控，这一现象可通过量子尺寸效应来解释。因此，具有光学活性的硒化铟晶体异质结构为设计近红外光源和探测器提供了一个理想的平台。使用分子束外延技术进行制备能够确保在大面积基底上形成所需结构，从而为利用光刻技术设计器件原型提供了可能性。

图形摘要

通过分子束外延技术，在大规模基底上精确可控地制备了完全由不同硒化铟晶体相组成的异质结构。由于量子尺寸效应，这些异质结构在近红外光谱范围内的光发射强度可调节超过250 meV，从而为设计光源和探测器提供了理想的平台。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。