人們發現二維（2D）超導材料在微型光電元件的開發上具有廣闊的前景。然而，為了在消耗更少的能量的同時表現良好，這些較小的裝置需要更高的閘極電容（即，可以與所施加的電壓成比例地儲存更多電荷的閘極）。

在不減少柵極絕緣體或柵極電介質厚度的情況下提高柵極電容的一種方法需要使用具有高介電常數 (Ω) 的絕緣材料，例如氧化鉿(氧化鉿₂）。雖然這可能是個有利的解決方案，但事實證明這些材料很難與二維半導體整合。

復旦大學研究人員最近製備了一種高π二維鈣鈦礦氧化物，可以與不同的二維通道材料整合。他們的紙，發表於自然電子學，可能為未來光電器件的小型化帶來新的機會。

「與二維（2D）半導體相容的高介電常數（高π）閘極電介質對於規模化光電器件至關重要，」李思源、劉欣亞及其合作者在論文中寫道。

「然而，傳統的三維電介質很難與具有無懸掛鍵表面的二維材料整合。我們表明，二維鈣鈦礦氧化物 Sr2_鈮3_氧10_{透過自上而下的方法製備，可以與各種 2D 通道材料整合。}鍶2

鈮₃氧₁₀研究人員論文中介紹的二維鈣鈦礦氧化物是按照自上而下的製備策略合成的。_{他們製備出 SNO 奈米片後，能夠將其轉移到各種 2D 材料上。}值得注意的是，先生2

鈮₃氧₁₀表現出 24.6 的高 π 和適中的帶隙。_{這些有利的特性使其能夠用作基於各種 2D 半導體材料（包括石墨烯、}二硫化鉬、二硫化鎢和二硒化鎢。為了評估他們合成的二維鈣鈦礦氧化物在開發微型光電元件方面的前景，研究人員將其轉移到各種通道材料上，包括二硫化鉬和二硫化鎢。

然後他們測試了將這些材料與 Sr 整合的晶體管的性能2_鈮3_氧10_。「二硫化鉬電晶體的開/關比為 10

6^{電源電壓為 2V，亞閾值擺幅為 88mVdec}Ø1^{”，李、劉和他們的同事在論文中寫道。}「二硫化鎢光電電晶體的光電流與暗電流之比約為 10

6^{紫外線 (UV) 響應度為 5.5 - 10}3—^A-WØ1在可見光或紫外光照射下，由於柵極控制和光敏柵極電介質的電荷轉移的綜合作用。^{研究小組收集的初步發現非常有前景，因為他們可以透過簡單的程序成功地將鈣鈦礦氧化物與各種通道材料整合。}此外，半導體和電介質之間建立了明確的界面，以及 Sr 的高π

2_鈮3_氧10_{，被發現能夠實現溝道材料的有效閘極控制。}研究人員在論文中寫道：“我們還表明，具有光活性電介質的光電晶體管可以提供紫外-可見雙波段光電檢測，其中紫外和可見光照明在不同的端子上進行區分。”

Li、Liu 及其合作者最近的這項工作可能很快就會為合成其他可與現有半導體和通道材料整合的二維鈣鈦礦氧化物鋪平道路。

這些 2D 統稱為鈣鈦礦氧化物可用於開發更小、性能更好且節能的電子產品或光電子產品。更多資訊：

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