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电信学部黄辉教授让第三代半导体材料首次具备化学催化活性

时间:2020-11-25   来源:电子信息与电气工程学部      责任编辑:杜佳

半导体材料是信息社会的基石,如用于信息处理的集成电路、用于信息获取的微纳传感器。作为新兴的第三代半导体材料,与第一代的硅材料、第二代的砷化镓材料相比,氮化镓材料具有优异的光电特性和化学稳定性(耐高温耐腐蚀),被广泛应用于功率晶体管和LED照明等领域。但是,氮化镓不具备化学活性,这限制了其在化学传感器领域的应用。此外,与集成电路产业相比,微纳传感器(尤其是化学量传感器)的发展水平远远滞后,是物联网和人工智能等产业的“卡脖子”技术,也是继集成电路之后的另一关键产业。

大连理工大学电信学部的黄辉教授课题组,通过在氮化镓中引入氮空位,首次让氮化镓材料具有“优异的化学催化活性”与“超高的电导率”,并将其用于电化学传感器(可检测浓度低至50nM的过氧化氢溶液,检测限比现有技术改善了几十倍)。其催化效果超过传统的Bi等贵金属,其电导率比现有n型氮化镓产品要高出近一个数量级。该传感器具有快速检测、体积小、低成本、高灵敏度、以及高稳定性的优势,可用于液体的痕量分析(如生化分析)。该研究得到国家自然科学基金与国家国际科技合作专项的支持,最新发表在国际知名刊物“ACS Appl. Mater. Interfaces”(美国化学学会期刊,JCR一区,IF8.7),https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c15824.

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黄辉教授长期致力于光电检测技术与半导体微纳传感器的研究,以第一作者或通讯作者在nano. lett.等著名期刊上发表四十多篇学术论文。

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