上海微系統(tǒng)所鉍化物半導體材料研究受到國際關(guān)注

       鉍是元素周期表中最重的非放射性元素，與鄰近的其它重金屬元素相比，毒性最小，被認為是一種“綠色”元素。鉍化物半導體材料包括III-V化合物半導體中摻入少量鉍原子形成的稀鉍材料、Bi2Te3和Bi2Se3等傳統(tǒng)熱電材料和新型拓撲絕緣體材料以及以BiFeO3為代表的含鉍氧化物材料等，具有很多新奇的物理特性，有望取代Cd、Pb、Sb、Hg等有毒重金屬元素，成為信息、能源和醫(yī)學領(lǐng)域中新一代可持續(xù)的半導體功能材料，近年來受到國際上的廣泛關(guān)注，自2010年起，每年舉辦一屆鉍化物物理、材料與器件的國際專題材料會議。
　　
　　中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所信息功能材料國家重點實驗室“千人計劃”研究員王庶民領(lǐng)導的團隊，與瑞典Chalmers理工大學合作，在稀鉍化合物材料和Bi2Te3材料外延生長方面取得了一系列突破，在世界上用分子束外延方法（MolecularBeamEpitaxy，MBE）首次生長了GaSbBi單晶，實現(xiàn)了GaAs基上InGaAsBi量子阱通訊波段1.3微米室溫發(fā)光，獲得了Bi2Te3薄膜室溫遷移率700cm2/Vs和4.2K低溫遷移率7000cm2/Vs的世界紀錄；自主采用重點實驗室氣態(tài)分子束外延系統(tǒng)V90在世界上首次生長了高質(zhì)量InPBi、InGaPBi和InAlPBi薄膜單晶，430納米InPBi薄膜X雙晶衍射搖擺曲線半峰寬僅為42arcsec，最高鉍原子濃度超過4%，發(fā)現(xiàn)了InPBi中室溫奇異寬光譜發(fā)光現(xiàn)象，部分成果已被ScientificReports接收。1988年Berding等人預言分析了InPBi、InAsBi和InSbBi三種有潛力的新型中紅外材料，后兩種材料已經(jīng)被報道，稀鉍磷化物晶體為首次合成。
　　
　　上海微系統(tǒng)所鉍化物半導體材料研究已經(jīng)受到國際關(guān)注，王庶民團隊受邀撰寫了由德國Springer出版社出版的世界上第一本鉍化物半導體專著BismuthContainingCompounds的第一章，自2013年以來在包括第18屆國際分子束外延大會、第5屆國際鉍化物半導體材料會議和第17屆國際透明光網(wǎng)絡(luò)會議等序列國際會議上代表該所獲得7次大會邀請報告。目前團隊已經(jīng)申請加入歐盟第七框架科技協(xié)作平臺COSTActionMP1204，作為非歐盟成員國會員，為德國、荷蘭、瑞典、芬蘭、波蘭等國10多個研究組提供了鉍化物樣品材料，并提出申辦2016年在上海舉辦第7屆國際鉍化物半導體材料會議。
　　
　　作為首席單位，王庶民團隊目前承擔了“973”項目“2.8-4.0微米室溫高性能半導體激光器材料和器件制備基礎(chǔ)研究”和自然基金重點項目“應(yīng)用于非制冷激光器的新型稀鉍半導體材料研究”，主要研究新型稀鉍材料及其在通訊波段和中紅外激光器方面的應(yīng)用。