Нещодавно команда професора Юфенг Лю зі Школи матеріалознавства та інженерії Інституту технологій Шанхайського технологічного інституту та Шанхайського інженерного науково -дослідного центру передових матеріалів для фотодетекції, співпраці з внутрішніми та міжнародними інститутами, такими як Інститут передових досліджень Ханчжоу, аптеку на наук Массачусетс (MIT) двовимірні (2d) напівпровідникові матеріали. Дослідницька група успішно реалізувала сильно орієнтоване епітаксіальне зростання 2D напівпровідникових однокристалічних матеріалів на сапфірних субстратах С-площини, використовуючи стратегію "адаптивної гетероепітакси". Обертаючи кристалічну орієнтацію на 30 градусів, цей метод ефективно регулює напруження стиснення та розтягування, що дозволяє толерантність деформації та утворюючи керований міжфазний деформацію між гетероепітисовими монокристалами з різними константами решітки та сапфіровим підкладкою. Що ще важливіше, фотодетектори, засновані на цих гетероепітисальних матеріалах, продемонстрували чудові показники виявлення світла порівняно з неепітаксіальними пристроями. Суміжні результати були опубліковані в Інтернеті, у журналі «Матеріали вищого рівня», під назвою «Адаптивна гетероепітакція гетеридів, що адаптується в площині, з інженерними смугами на C-Sapphire».
Гетероепітаксіальні матеріали - один із основних матеріалів для напівпровідникових фотодетекторів. Однак, через обмеження відповідності решітки, гетероепітакція цих матеріалів на одній підкладці часто стикається з високим штамом решітки, що призводить до деградованої якості інтерфейсу, збільшення дефектів кристалів та численних технічних вузьких місць. Крім того, висока вартість напівпровідникового обладнання та складних технологій напівпровідникової обробки обмежує їх широке застосування.
Експериментальні результати показали, що фотодетектори, побудовані з гетероепітиальних монокристалів, вирощених на площинних сапфірових субстратах12Джонс та лінійний динамічний діапазон (LDR) до 113 дБ під 450 нм лазерним освітленням, далеко перевершує традиційні пристрої скляної підкладки. Крім того, фотодетектор підтримував стабільність протягом декількох циклів комутації та довгострокових тестуваннях, демонструючи відмінну експлуатаційну надійність та тривалий час життя пристроїв. Ця робота надає нові експериментальні методи та теоретичну підтримку гетероепітиального росту нових напівпровідникових матеріалів та їх застосувань пристроїв.