非线性晶体和光电材料硒化镓的研究进展

• 作者: 杜辉 陈巧 刘婷 贺毅 金应荣
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: 中远红外 硒化镓 非线性光学晶体 光电器件 二维材料
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 无机非金属及其复合材料|INORGANIC MATERIALS AND CERAMIC MATRIX COMPOSITES
• 页码范围: 20-29
• 页数: 10页
• 分类号: O782|TN29
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.20080191

摘要

中远红外激光和光电器件在军事和民用等领域都有广泛的应用.中远红外非线性光学晶体作为中远红外激光器的核心部件变得越来越重要,而硒化镓(GaSe)正是综合性能优异的中远红外非线性光学晶体.此外,二维GaSe材料凭借其优异的光电性能在光电器件(如光电探测器)等领域也有重要应用.尽管GaSe有很多优点,在中远红外方面具有巨大的应用前景,但高光学质量大尺寸的GaSe单晶生长技术仍需进一步研究.通过国内外研究者的努力,GaSe的合成和生长方法不断改进.由于Se易挥发,调控GaSe化学计量比十分重要,调控的途径有:(1)通过补充Se蒸汽来平衡Se蒸汽压从而调控GaSe化学计量比;(2)通过限制Se蒸汽的自由空间有效抑制Se的挥发.其次GaSe的硬度较低,难以切割加工,这也是影响其广泛商业化应用的重要原因.在提高GaSe硬度方面,学者们做了大量的掺杂研究,研究发现通过掺杂可有效提高GaSe晶体的硬度,同时还可以提升一定的光学性能.在二维GaSe方面,虽然目前已经通过各种方法制备出了二维GaSe纳米片,并在电子、光电器件等方面有不错的研究成果,如紫外和红外高响应率光电探测器、气敏传感器、柔性光电器件与光电化学型电极等.但获得高质量、大尺寸和厚度可控的二维GaSe材料仍然困难.本文首先简要介绍了GaSe的结构与性质,然后主要从GaSe块体材料和二维材料两个方面,综述了GaSe材料的制备、掺杂研究、中远红外和太赫兹(THz)波段应用以及在电子器件、光电器件领域的研究进展,最后对GaSe未来研究和应用进行了展望.