「前沿技術」利用黑磷材料缺陷實現新功能

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澳大利亞皇家墨爾本理工大學的研究人員利用黑磷缺陷狀態的獨特光電響應特性，驗證了用於製作柔性電子皮膚、人工突觸、邏輯門的可能性。

黑磷具有高空穴遷移率和直接帶隙，是一種有前景的層狀二維材料，在環境條件下易自發氧化，產生缺陷。研究人員利用了黑磷的自傳播缺陷，創造了具有獨特性質的黑磷器件。該器件在非偏振365nm光源激發下電導率降低，而在280nm激發下電導率增加。研究人員驗證了該器件的三種應用：①製成柔性電子皮膚，可有效地區分電磁波中的UV-A（365nm）和UV-B（280nm），用於皮膚健康管理、預防紫外線損傷；②製成人工突觸，在不同紫外線下產生正/負光電流，模仿生物突觸的興奮與抑制行為，而無需在柵極上施加額外電信號；③製成2bit光電異或邏輯門，以365nm、280nm紫外光作為輸入，可執行2bit異或操作或求和操作。所有這些器件都可以採用剛性CMOS工藝製造。

這項研究運用黑磷材料的固有缺陷可以實現其新的應用功能。相關思路還能推廣到其他二維材料上。

（藍海星）

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