光电器件检测或发射光，并用于许多不同行业的各种设备。这些设备历来依赖于薄晶体管，它们是控制电子和光子运动的小型半导体，由石墨烯和其他二维材料制成。然而，石墨烯和这些其他材料通常存在带隙开放和其他缺点的问题，研究人员正在寻找替代品。
当采用路易斯酸处理方法进行处理时，二硒化钯是满足光电器件需求的一种可能的解决方案。
分析该方法的研究发表在11 月 24 日《Nano Research》的一篇论文中。
俄斯特拉发科技大学 (VSB-TUO) 的 ERA 讲座教授 Mark H. Rümmeli 教授表示：“二硒化钯表现出独特的物理特性，包括可调带隙和令人印象深刻的器件性能。值得注意的是，它表现出长期的在环境空气中稳定，无需额外包装。”
受到半导体物理学的启发，研究人员考虑了掺杂如何改变二硒化钯以提高其性能。掺杂是有意向材料中引入杂质，产生三种类型的材料：原始材料、p 型掺杂和 n 型掺杂。当 p 型掺杂材料和 n 型掺杂材料接触时，它们会形成 pn 结。该结对于光电器件很重要，因为它是光到电子和电子到光转换发生的地方。
为了以受控方式制造 p 型掺杂和 n 型掺杂二硒化钯，研究人员使用了路易斯酸处理。晶体国家重点实验室教授刘红博士说：“控制掺杂水平可以使二硒化钯具有不同的能带隙，这丰富了pn结选择和设计的工具包或材料库。”中国济南山东大学材料。“路易斯酸处理可以引入二硒化钯中钯原子的取代(通过氯化锡中的锡，一种路易斯酸)。我们发现了掺杂水平与路易斯酸浓度之间的数据拟合方程，这可能会激发人们操纵更多p型掺杂的二维材料。”
为了测试这种方法，研究人员制备了原始的二硒化钯薄膜。然后使用路易斯酸处理对薄膜进行改性。最初的路易斯酸处理后，二硒化钯薄膜的晶格结构没有改变，但通过成像证实了锡、钯和硒的出现峰。这些峰证明锡可以用作p型掺杂剂。对不同浓度氯化锡的额外测试表明，如何根据氯化锡的浓度来控制二硒化钯的阈值电压。这些指南可应用于未来使用路易斯酸掺杂二硒化钯。它还可以为如何对其他半导体材料进行类似测试提供蓝图。
展望未来，研究人员将计划如何扩大这些二维材料的加工规模。“我们将展示 p 型掺杂二硒化钯在多种电子元件中的令人兴奋的应用，例如场效应晶体管、光电探测器和光发射器。我们计划尝试优化半导体掺杂方法，使其易于被工业标准采用，并可在不久的将来应用于半导体行业进行量产。我们的最终目标是通过将基于二硒化钯的晶体管和光电探测器与基于聚合物的应变传感器集成在柔性基板中，将该技术应用于可穿戴和柔性电子产品，从而形成用于人类医疗保健监测应用的智能生物医学系统。”庞金波，济南大学化学与材料科学教授。
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