梁雪静，赵付来，王 宇，张义超，王亚玲，冯奕钰，2，封 伟，2

（1.天津大学材料科学与工程学院，2.先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室,天津 300072）

半导体材料黑磷由于兼具可调的带隙及较高的载流子迁移率而引起人们的广泛关注［1，2］.但由于黑磷在空气中十分不稳定［3］，易发生光氧化作用，大大阻碍了其进一步应用.锗基单硫族化合物，如硫化锗（GeS）、硒化锗（GeSe）和碲化锗（GeTe）等，是Ⅳ～Ⅵ族半导体材料的重要成员，储量丰富、成本低且环保，已经广泛应用于光电探测器、场效应晶体管、光催化及锂离子电池等领域［4～10］.其中GeS和GeSe都属于正交晶系，具有和黑磷类似的空间结构，且空气稳定性好.GeS的带隙为1.55～1.65 eV，GeSe的带隙为1.1～1.2 eV［11］，都有着较高的理论载流子迁移率（GeS为2430.50 cm2·V-1·s-1，GeSe为4032.64 cm2·V-1·s-1）［12］和光吸收系数（≥105cm-1）［11］.而且，它们还具有大量的陷阱态，载流子寿命相对较长.因此，与黑磷相比，GeS和GeSe展现出更好的光电探测性能.

带隙调控是改善光电探测器性能的有效方法［13，14］.然而目前国内外有关锗基单硫族化合物半导体材料的研究主要还是集中在二元材料上，但二元材料的带隙可调节性有限［15，16］.合金工程是进行带隙调控的一种常用方法，不但可以调节光的吸收范围，甚至还可以抑制深能级缺陷态的形成，从而抑制载流子的重组，延长载流子寿命［17～21］.而且有研究表明，三元合金在热力学上比二元合金更稳定，可以抑制高温合成过程中二元副产物的形成［22］.目前，已有文献报道了三元锗基硫族化合物GeSxSe1-x（0≤x≤1）块状晶体的合成［23，24］以及纳米晶的……