硅基光电子材料与器件课题组隶属厦门大学物理系、厦门大学半导体光子学研究中心，是一个集硅基半导体材料生长、半导体光电子器件基础理论与工艺研究于一体的研究团队。课题组成员有王启明院士（双聘）、余金中研究员（双聘）、陈松岩教授、李成教授、赖虹凯副教授，黄巍副教授、李俊助理教授、汪建元、徐剑芳两位工程师以及30名硕、博士研究生。课题组与UCLA、伯克利、华盛顿大学、新加坡南洋理工大学、日本筑波大学、韩国外国语大学、中科院半导体研究所、北京大学、浙江大学、复旦大学、南京大学等国内外同行都保持密切合作关系。
实验室拥有先进的薄膜外延材料生长设备和先进的测试分析系统。近年来，课题组依靠厦门大学半导体光子学研究中心微纳加工技术平台，厦门大学化学化工学院仪器分析中心，借助厦门大学物理系的凝聚态物理理论研究优势，致力于新型硅基光电子材料与器件、硅基能源材料与器件的研究。
本课题组目前主要开展的研究工作：
（1）硅基材料的高效率发光新结构、新材料研究
硅基光电集成为下一代的信息传输处理技术提供了更为高效和低成本的可能，是凝聚态物理的重要应用。我们提出并制备了硅衬底上张应变SiGe/Ge多量子阱垂直结构LED、SOI衬底上横向p-SiGe/i-Ge/n-SiGe双异质结LED、SOI衬底上及SiGe/Ge多量子阱双有源区垂直共振腔发光器件以及SOI上Ge及SiGe/Ge多量子阱双有源区垂直腔面发射激光器等一系列硅基Ge发光器件，实现了高效的发光；与此同时，为进一步提高发光效率我们还对可调控为直接带隙的GeSn材料进行研究，实现了高Sn组分的GeSn量子点、多晶、单晶材料制备，并实现了室温GeSn材料的室温通讯波段发光；我们利用肖特基光电探测器由于具备制作成本低、工艺简单、响应速度快等优势，将透明导电电极ITO与IV族材料相结合进行了深入研究。结合ITO的透明导电特性及超薄金属层（几纳米）与Si和Ge高的势垒，我们提出并制备了具备宽谱响应及低暗电流的ITO/Ag/n-Si及ITO/Au/n-Ge肖特基光电探测器。为使以上技术在Si基集成领域得到应用，我们正研究更加高效的Si基Ge及GeSn发光材料和器件以及ITO透明导电电极与Si上外延Ge结合的肖特基光电探测器。
（2）硅基负极复合材料的研究。
硅基材料用作锂离子电池负极，其理论比容量是商用石墨负极的十倍以上，是最有前途的新一代负极材料之一。我们组的课题是研究硅基负极脱嵌锂的动力学特性与界面特性，致力于合成低成本、高性能、长循环的硅基负极复合材料。
（3）二维材料及其器件的研究。
随着摩尔定律接近失效，人们开始寻找新的可以替代硅的材料体系。课题组对HfS2等TMDs材料进行研究。目前正在对ALD生长TMDs、基于TMDs的TFT以及TMDs与传统半导体的异质结进行研究。
（4）阻变存储器的研究。
新型阻变存储器是下一代高密度高速集成存储器的首选器件。课题组对HfO2、HfNxOy、AlN等阻变材料进行了深入研究。我们提出并制备了Pt/HfO2/Ti/Si(100)结构的1D1R阻变存储器件，首次研究了该类型器件的低温循环特性，在实验上确认该器件存在一低温临界值。温度低于该临界值时，器件将无法工作。为了将阻变存储器应用于大规模交叉阵列以实现高密度集成，需要解决阵列的潜漏电问题。为此，我们也正在研究以MIM（金属-电介质-金属）为核心结构的高非线性因子的选择器。
硅基光电子材料与器件课题组欢迎与国内外同行合作交流，并且每年招收微电子学与固体电子学、凝聚态物理、光伏工程、电子与通信工程专业硕、博士研究生5-6名，欢迎有相关专业背景的青年学子报考，也欢迎本科生进入课题组从事科研项目的研究！ |
