Recently, Professor Yufeng Liu's team from the School of Materials Science and Engineering at Shanghai Institute of Technology and the Shanghai Engineering Research Center of Advanced Materials for Photodetection, in collaboration with domestic and international institutions such as the Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, and the Massachusetts Institute of Technology (MIT), achieved significant progress in the heteroepitaxy of Двуизмерни (2D) полупроводникови материали. Изследователският екип успешно реализира силно ориентиран епитаксиален растеж на 2D полупроводникови еднокристални материали на субстратите на С-равнина, използвайки стратегията „в адаптивна хетероепитаксия“. Чрез въртене на кристалната ориентация с 30 градуса, този метод ефективно регулира напрежението на натиск и опън, като позволява толеранс на деформация и образувайки контролируем междуфазен щам между хетероепитаксиални единични кристали с различни констарти на решетка и сапфирен субстрат. По-важното е, че фотодетекторите въз основа на тези хетероепитаксиални материали демонстрираха превъзходни характеристики на откриване на светлина в сравнение с неепитаксиални устройства. Свързаните констатации бяха публикувани онлайн, в най-високо ниво на списание за материали Advanced Materials, под заглавието „В равнината адаптивна хетероепитаксия на 2D цезиев бисмут халиди с инженерни ленти на C-Sapphire“.
Хетероепитаксиалните материали са един от основните материали за полупроводникови фотодетектори. Въпреки това, поради ограниченията на съчетаването на решетката, хетероепитаксията на тези материали върху един субстрат често е изправена пред висок щам на решетката, което води до влошено качество на интерфейса, повишени дефекти на кристалите и множество технически затруднения. Освен това високата цена на полупроводниковото оборудване и сложните технологии за обработка на полупроводници ограничават широкото им приложение.
Експерименталните резултати показват, че фототекторите, конструирани от хетероепитаксиални единични кристали, отглеждани на субстрати на С-равнина, проявяват време за реакция от 367,8 μs, детективността от 3,7 × 1012Jones и линеен динамичен диапазон (LDR) до 113 dB под 450 nm лазерно осветление, далеч надминавайки традиционните устройства със стъклен субстрат. Освен това, фототекторът поддържа стабилност през множество цикли на превключване и дългосрочно тестване, демонстрирайки отлична оперативна надеждност и дълъг живот на устройството. Тази работа предоставя нови експериментални методи и теоретична подкрепа за хетероепитаксиалния растеж на нови полупроводникови материали и техните приложения на устройства.