中南大学等在《Advanced Materials》发表新型层状材料研究成果

近日，国际材料学顶级期刊（材料、物理、化学、纳米类SCI期刊）、自然指数期刊《先进材料》（Adv. Mater., IF=21.95）在线发表了中南大学物理与电子学院夏庆林等与美国加州大学Berkeley分校材料系吴军桥教授、陈亚彬博士及法国SOLEIL同步辐射中心Maria C. Asensio教授、陈朝宇博士等合作完成的最新研究成果。该工作首次发现并系统研究了一种新型二维层状半导体—黑砷(b-As)，夏庆林副教授为第一通讯作者。论文题为“/Black Arsenic: A Layered Semiconductor with Extreme In-Plane Anisotropy” (https://doi.org/10.1002/adma.201800754)。

二维层状材料是近年来发展起来的全新研究领域，在纳米电子学和能源应用等诸多方面有广泛的应用前景。二维材料在面内和层与层之间具有很强的各向异性，然而对面内结构和性质的各向异性的研究仍处于起步阶段。该最新成果报道了一种具有极高面内各向异性的新型层状半导体材料—黑砷(b-As)。通过对b-As单晶的结构、电子、热导和电学性质系统的表征和测试，发现其在AC（扶手椅型方向）和ZZ（锯齿型方向）之间表现出比任何其它已知的二维晶体都要更高或可比的载流子迁移率、电导和热导各向异性。这种极高的面内各向异性预示着该层状半导体材料在纳米电子学器件和热电应用等方面有潜在的应用价值。

该工作得到了国家留学基金委项目（No.201306375019）、国家自然科学基金项目（No.11674400, No.61775241）、湖南省自然科学基金项目（No.2018JJ2511）、中南大学创新驱动计划项目（Grant No.2017XC019）的支持。参与该工作的国内外科研单位还包括中国科学院半导体研究所（李树深院士研究团队）、化学研究所（刘云圻院士研究团队）、物理研究所（高鸿钧院士研究团队）、美国加州大学Berkeley分校物理系、Lawrence Berkeley国家实验室材料部、Stanford大学材料科学与工程系。广东龙的集团刘振华先生为本研究提供了重要帮助。