大連理工大學黃輝教授讓第三代半導體材料首次具備化學催化活性

2020-12-05 中國高校之窗

大連理工大學電信學部黃輝教授讓第三代半導體材料首次具備化學催化活性

半導體材料是信息社會的基石，如用於信息處理的集成電路、用於信息獲取的微納傳感器。作為新興的第三代半導體材料，與第一代的矽材料、第二代的砷化鎵材料相比，氮化鎵材料具有優異的光電特性和化學穩定性（耐高溫耐腐蝕），被廣泛應用於功率電晶體和LED照明等領域。但是，氮化鎵不具備化學活性，這限制了其在化學傳感器領域的應用。此外，與集成電路產業相比，微納傳感器（尤其是化學量傳感器）的發展水平遠遠滯後，是物聯網和人工智慧等產業的「卡脖子」技術，也是繼集成電路之後的另一關鍵產業。

大連理工大學電信學部的黃輝教授課題組，通過在氮化鎵中引入氮空位，首次讓氮化鎵材料具有「優異的化學催化活性」與「超高的電導率」，並將其用於電化學傳感器（可檢測濃度低至50nM的過氧化氫溶液，檢測限比現有技術改善了幾十倍）。其催化效果超過傳統的Bi等貴金屬，其電導率比現有n型氮化鎵產品要高出近一個數量級。該傳感器具有快速檢測、體積小、低成本、高靈敏度、以及高穩定性的優勢，可用於液體的痕量分析（如生化分析）。該研究得到國家自然科學基金與國家國際科技合作專項的支持，最新發表在國際知名刊物「ACS Appl. Mater. Interfaces」（美國化學學會期刊，JCR一區，IF8.7）,https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c15824.

黃輝教授長期致力於光電檢測技術與半導體微納傳感器的研究，以第一作者或通訊作者在nano. lett.等著名期刊上發表四十多篇學術論文。（通訊員：杜佳）

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