黄彦民 袁明鉴＊， 李玉良

二维半导体材料与器件
——从传统二维光电材料到石墨炔

黄彦民1袁明鉴＊，1李玉良2

（1南开大学化学学院，南开大学先进能源材料化学教育部重点实验室，天津， 300071）
（2中国科学院化学研究所有机固体重点实验室，北京分子科学国家实验室，北京 100080）

近年来,二维半导体材料由于其独特的材料结构和电子输运特性得到了科学界的广泛关注,被应用于光电器件、催化和生物传感器等领域。本文系统概述了传统二维材料以及新兴二维材料石墨炔的发现和发展历程。重点聚焦在二维材料在光探测器领域中的应用,探讨了不同二维材料体系及器件结构对光探测器性能的影响；并详细介绍了新兴二维材料——石墨炔,及其合成和应用。展望了传统二维材料及石墨炔在光电转换器件应用中所面临的机遇和挑战。

二维半导体材料；石墨炔；光电转换材料与器件

0 引 言

科学家们一直对低维半导体材料的研究有着浓厚的兴趣,继零维富勒烯和一维单壁碳纳米管被发现后［1-2],又将研究兴趣转到了二维材料上。80多年前,著名的物理学家Landau等就预测准二维晶体材料因其热力学状态不稳定而不能单独稳定存在；随后Mermin和Wagner又进一步指出,二维材料表面的弯曲褶皱会破坏其有序性,与Landau预测结果相一致［3]。然而,这些问题并不能阻止科学家们对二维材料可控制备方法的探索。1962年Boehm等［4]就已经制备得到了少层的氧化石墨烯,并且此后科学家们不断地报道了类似的发现,但是单层石墨烯能否稳定存在一直都没有定论。……