江苏电科院自主攻关研发综合能源协调控制系统

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【成果简介】近日，电科调控北京大学的彭海琳教授课题组以及牛津大学的陈宇林教授课题组（共同通讯作者）与上海科技大学联合团队合作，电科调控揭示了超高迁移率层状硒氧化铋半导体的电子结构及表面特性。已发表论文150余篇（Science和Nature子刊17篇，院自源协JACS/NanoLett./Adv.Mater./PRL 50余篇），被他引逾10000次，申请/授权专利40余项。

ⅱ.ARPES显示了硒氧化铋的间接带隙宽度约为0.8eV图2硒氧化铋的表面形貌和统一的带隙(A)STM显示了开裂的硒氧化铋表面呈现出阶梯形貌，主攻制系阶梯边缘高度差达到0.61nm左右(B)ⅰ放大的STM图像显示了阶梯边缘附近区域。近年发表论文90余篇，关研被引次数超过12000次。此外，发综硒氧化铋的Bi-O层和钙钛矿氧化物有匹配的晶体结构，可以与超导、铁磁、铁电等多种功能氧化物形成异质结构并展现丰富的物理性质。

江苏设计并制备了一类全新的超高迁移率二维硒氧族半导体芯片材料。建立了精确调控石墨烯结构的范德华外延、电科调控限域分子流、电科调控持续氧辅助等一系列生长方法，创造了石墨烯单晶生长速度的世界纪录，实现了4英寸无褶皱石墨烯单晶晶圆、大面积石墨烯薄膜的连续批量制备和绿色无损转移，实现了旋转双层石墨烯光电器件研制、单晶石墨烯PN结的调制掺杂和光热电机制的高效能量转换。

彭海琳教授课题组及其合作者于2年多前首次发现了二维硒氧化铋层状材料，院自源协其后再次基础上开展了多项引人注目的研究（NatureNanotech.2017,12,530;NanoLett.2017,17,3021;Adv.Mater.2017,29,1704060;NatureCommun.2018,9,3311）。

主要从事高迁移率二维材料(石墨烯、主攻制系拓扑绝缘体、金属硫氧族材料)的制备科学及器件应用研究近十年来，关研二维半导体以其高迁移率、带隙合理的特点成为发展新一代电子器件的热门材料。

建立了拓扑绝缘体二维结构的可控生长方法，发综实现了首例拓扑绝缘体二维阵列的制备，发综首次观测到拓扑绝缘体的AB量子干涉效应，并开创了拓扑绝缘体在柔性透明电极的应用。ⅳ.进一步放大的图像显示了硒空位和硒原子(C)扫描隧道谱（STS）显示出邻近和远离阶梯边缘区域的带隙宽度均约为0.8eV(D)STS图谱展示了带隙宽度的统一性图3硒氧化铋的完整能带结构(A)ky-kz平面的费米面绘制(B)由导带形成的电子口袋的细节部分(C)能带色散图没有观测到边缘态或者表面态的存在(D)能带结构的详细三维图像解析图4硒氧化铋的表面图形及其对能带结构的影响(A)大面积原子级分辨STM拓扑图像显示了开裂样品表面的周期性结构(B)开裂表面图形的蒙特卡洛模拟和快速傅里叶变换（FFT）(C)表面铋、江苏硒原子的STS实验测量和计算结果【小结】这项工作通过实验观测发现新型超高迁移率层状硒氧化铋半导体材料的带隙具备优异的空间一致性，江苏即便材料存在表面缺陷（约50%的硒空位）的条件下，带隙依然表现出强大的稳健性能。

此外，电科调控通过改变材料的厚度还能调控带隙宽度。2018年9月14日，院自源协相关成果以题为Electronicstructuresandunusuallyrobustbandgapinanultrahigh-mobilitylayeredoxidesemiconductor,Bi2O2Se在线发表在ScienceAdvances上。