质料人述讲丨宽禁带半导体质料钻研述讲 – 质料牛

发布时间：2025-09-12 16:20:59 来源： 作者：时事观察

【简介】

宽禁带半导体质料也被称为第三代半导体质料（一代战两代分说为硅、锗），人述其带隙小大于或者即是讲丨2.3 eV。宽禁带半导体质料同样艰深具备电子漂移饱战速率下、宽禁介电常数小、半导体导电功能好等特色，述讲受到了钻研者普遍钻研。质料质料钻研质料传统的人述宽禁带半导体有SiC、GaN、讲丨ZnO战Ga₂O₃等，宽禁战其余II-VI组化开物质料。半导体那类宽禁带质料具备短波收受、述讲下击脱电压等特色，质料质料钻研质料因此正在收光南北极管（LEDs）与激光南北极管（LDs）规模具备宏大大的人述操做远景。此外，讲丨随着远年太阳能电池（SCs）的迅猛去世少，宽禁带半导体质料匹里劈头正在太阳能电池规模发挥尾要熏染感动。好比钻研者斥天了良多宽禁带有机散开物半导体质料普遍操做于散开物太阳能电池，也有钻研者将良多宽禁带质料（如ZnO、NiO战MoO₃等）薄膜操做于钙钛矿太阳能电池充任电子/空穴传输层。宽禁带质料除了正在LEDs、LDs战SCs上具备普遍的操做远景中，正在光电探测器规模（PDs）也发挥着尾要的熏染感动，好比ZnO纳米阵列的紫中探测。总之，随着纳米规模与半导体规模的发达去世少，一系列宽禁带化开物半导体质料为新能源、新电子器件的去世少带去了无穷的后劲。那边，咱们系统的查问制访钻研了宽禁带半导体质料的钻研远况。

【收文情景】

本次查问制访述讲以Web of Science为检索工具，以wide-bandgap为闭头词检索患上到如下数据，从1998年至2018年。SCI共支录闭于宽禁带半导体质料的钻研文章共3821篇，上里是收文情景的详细阐收：

1.年度收文统计

图1 不开年份宣告的论文数

从统计数据中可能看出闭于宽禁带半导体的相闭论文宣告数呈上降趋向，从2000年的不到100篇突破到2017年的远600篇。那申明宽禁带质料的钻研愈去愈热面，钻研者对于宽禁带质料的激情亲密也愈去愈下。

2.收文典型的统计

图2 宣告文章典型统计

闭于宽禁带半导体质料钻研圆里，历年宣告的文章收罗论文、会讨论文、综述社论战其余等，其中论文战会讨论文占总数目的尽小大少数。

3.不开钻研标的目的收文统计

图3 不开钻研标的目的论文数目统计

以上为历年不开钻研标的目的论文数目统计图。从收文标的目的可能看出，宽禁带半导体质料的操做规模颇为普遍。其中，工程、物理、质料科教、光教战化教类标的目的是钻研的主流。此外，该类质料波及的钻研规模跨度也颇为小大，从物理到化教再到能源皆有颇为多的钻研，申明该类质料操做远景颇为卓越。

4.收文量居前十位的期刊战收文数目

表1 宣告文章数排名前10的尾要期刊

宽禁带半导体质料的文章收文数目宏大大，从表1可能看出APL占有收文数目第一，多达114篇。此外像AM，AEM战AFM等三小大顶级期刊也报道了良多闭于宽禁带半导质料的相闭文章。

5.宣告论文至多的机构

表2 宣告文章数排名前10的钻研机构

随着宽禁带半导体质料的钻研愈去愈热面，齐球的科研机构皆正在自动的投进相闭钻研。从表3可能看出中国科教院下居收文榜第一，数目下达2841篇，好国能源部战法国国家科教钻研院松跟后去。

6.最具影响力的钻研职员

宽禁带半导体质料钻研的下被引文章一共79篇，热面文章8篇。下表是下被引文章中被引次数排名前10的文章与钻研职员的统计情景。

表3 下被引文章中被引次数排名前10的文章与钻研职员

6.国内公然专利年度收神彩况

凭证WIPO数据对于“wide-bandgap” 质料的相闭专利收神彩况妨碍了检索并统计，妨碍2018年宣告专利总数抵达32110篇，上里是2008至2018年十年内专利宣告的统计图表。从图表可能看出，远十年对于宽带隙半导体质料的专利数目每一年皆抵达1500篇以上，那申明宽带隙半导质料的钻研热度经暂不衰。

【典型推选】

经由查问制访收现，远两年波及宽禁带半导体质料的热面文章愈去愈概况是闭于散开物太阳能电池的。也即是讲，宽禁带半导体质料的钻研匹里劈头逐渐从传统的有机宽禁带化开物半导体质料拓展到目下现古的有机宽禁带半导体质料。如下汇总了有机宽禁带质料战有机宽禁带质料相闭典型文章各三篇。

1. Quantum emission from hexagonal boron nitride monolayers, (Nature Nanotecnology, 2016, DOI:10.1038/NNANO.2015.242)
2. ZnO - nanostructures, defects, and devices, (Materials Today, 2007, DOI: 1016/S1369-7021(07)70078-0)
3. Oxide Semiconductor Thin-Film Transistors: A Review of Recent Advances, (Advacend Materials, 2012, DOI: 1002/adma.201103228)
4. High-efficiency and air-stable P3HT-based polymer solar cells with a new non-fullerene acceptor, (Nature Co妹妹unications, 2016, DOI: 1038/nco妹妹s11585)
5. Small-Molecule Acceptor Based on the Heptacyclic Benzodi(cyclopentadithiophene) Unit for Highly Efficient Nonfullerene Organic Solar Cells, (Journal of The American Chemical Society, 2017, DOI: 1021/jacs.7b01170)
6. Efficient Nonfullerene Polymer Solar Cells Enabled by a Novel Wide Bandgap Small Molecular Acceptor, (Advanced Materials, 2017, DOI: 1002/adma.201606054)

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