准二维晶体的气相外延生长与器件研究

准二维晶体材料与器件是一个科学内涵丰富、应用前景广阔的新领域。以石墨烯为代表的准二维晶体展示了许多新奇行为和优异的物理化学性质，可以用来发展新型的纳电子器件和光电功能器件。本项目将开展新型准二维晶体材料与器件的研究。提出利用范德华外延法生长准二维晶体的新思路，并发展准二维晶体的气相外延生长的普适性制备方法，实现大面积高质量的准二维晶体的控制生长；构筑纳米器件，发展原位技术，集多种表征和测量技术为一体，研究准二维晶体中的结构与器件性能之间的构效关系；利用掺杂、化学修饰及外场作用调控准二维晶体的能带结构和输运性能，阐明在外场作用下准二维晶体中能量或/和电荷传递规律；并开展基于准二维晶体的新型纳电子器件和光电功能器件的研制及其应用探索研究。

准二维晶体材料与器件是一个科学内涵丰富、应用前景广阔的新领域。本项目针对新型准二维晶体材料的制备与器件构筑开展研究，立足于发展新型的纳电子器件和光电功能器件。具体而言，1）建立和发展微观结构与宏观形貌可控的准二维晶体材料的制备方法，实现了大面积高质量准二维晶体的精确控制生长。2）成功利用掺杂、化学修饰及外场作用调控准二维晶体的能带结构和输运性能，阐明了在外场作用下准二维晶体中能量或/和电荷传递规律。3）开展准二维晶体新型纳电子器件和光电原型器件加工和测量的研究，实现了石墨烯面内PN结光电器件、扭转双层石墨烯光电器件、石墨烯/二维硫族晶体光电转换器件以及石墨烯、拓扑绝缘体高性能柔性透明导电薄膜研制，并利用界面调制和多场耦合技术提高光电器件的性能，深入研究了准二维晶体中结构与器件性能之间的构效关系。为准二维晶体的大规模应用奠定基础。. 项目执行期间共发表SCI检索学术论文19篇，其中包括Nature Chemistry 1篇、Nature Communications 4篇、J. Am. Chem. Soc. 3篇、Nano Lett. 1篇、Adv. Mater. 3篇、ACS Nano 1篇、Small 3篇，等等。授权发明专利2项、申请发明专利7项。项目负责人彭海琳教授入选中组部首批青年拔尖人才支持计划（2012年）、国家优秀青年科学基金（2012年）、万人计划首批“青年拔尖人才支持计划”（2013年）、国家973计划青年科学家项目首席科学家（2014）和国家杰出青年基金（2015年）。圆满地完成了既定任务。