首次实现，郑州大学研制出晶圆级大面积高质量g-CN薄膜可控制备

更新时间：2021/4/25 16:50:23  

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日前，郑州大学物理学院在石墨相氮化碳（g-CN）薄膜的可控制备和光电器件领域取得突破性进展，相关成果发表在Cell旗舰期刊《Matter》上。

　　据了解，g-CN是一种类石墨烯二维碳基层状材料，被称为可见光催化领域的“圣杯”。然而，该材料虽可通过剥离处理及涂布制备薄膜，但其晶体质量、界面缺陷、表面粗糙度等均无法满足半导体光电器件的基本要求，阻碍了其在半导体器件领域的发展。因此，开发新的薄膜生长工艺，获得高质量g-CN薄膜对其在半导体器件领域的潜在应用非常重要。

　　针对该问题，课题组提出采用气相传输辅助缩聚的思路，通过促进衬底表面的前驱体横向迁移，解决了传统高温气相合成工艺中的非平衡缩聚问题，首次实现了晶圆级大面积高质量g-CN薄膜的可控制备。

　　同时，课题组开发出水辅助绿色湿法转移工艺，该工艺与现有微纳光刻工艺完全兼容，且以水为转移介质，无环境危害。在此基础上，课题组实现了基于g-CN薄膜的柔性大面积光电探测器阵列，并展示了其在成像领域的应用潜力。该研究解决了g-CN基半导体器件实现面临的材料大面积可控生长这一基础性问题，有望推动g-CN材料在半导体光电领域的应用发展。

　　该工作得到了国家自然科学基金、河南省科技攻关项目和深圳市基础研究项目的支持。