美國加利福尼亞大學伯克利分校研究人員開發(fā)出一種全新的二維半導體，這是一種由砷化銦制造的“量子膜”，具有帶狀結構，只需簡單地減小尺寸就能從塊狀三維材料轉變?yōu)槎�維材料。相關論文發(fā)表在近期出版的《納米快報》上。

當半導體材料的尺寸小到納米級，它們在電學和光學方面的性質就會發(fā)生極大改變，產生量子限制效應，由此人們可以制造出被稱為量子膜的二維晶體管。量子膜約為10納米或更少，其運行基本上被限制在一個二維空間中。由于這種獨特的性質，它們能在高度專業(yè)化的量子光學與電子應用領域大展所長。

目前二維半導體方面的研究大部分要用到石墨烯類的材料。加州大學伯克利分校的阿里·杰維帶領的研究小組通過另一種途徑制造出了砷化銦“量子膜”。而且新量子膜可以作為一種無需襯底的獨立材料，能和各種襯底結合，而以往其他同類材料只能用于一種襯底。

他們先在銻化鎵（GaSb）和銻化鋁鎵（AlGaSb）襯底上生長出了砷化銦，將它置于頂層并設計成任何想要的樣子，然后將底層腐蝕掉，把剩下的砷化銦層移到任何需要的襯底上，制成了最終產品。

為了測試產品的效果，研究小組把不同厚度（5納米到50納米）的砷化銦量子膜轉印到透明襯底上，對其進行光吸收實驗，他們能直接觀察到量子化的亞帶，并繪制出了每個亞帶的光學性質。在測試它們的電學性質過程中，研究小組還觀察到明顯的量子限制效應，電子移動與傳統(tǒng)的金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）截然不同。

研究人員表示，該研究不僅給半導體家族增添了一種新材料，也有助于人們理解結構限制性材料的原理，帶來更多的特殊材料，在二維物理基礎設備研究方面邁出了重要一步。