上海微系統所鉍化物半導體材料研究受到國際關注

       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、能源和醫學領域中新一代可持續的半導體功能材料，近年來受到國際上的廣泛關注，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與信息技術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，實現了GaAs基上InGaAsBi量子阱通訊波段1.3微米室溫發光，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分子束外延系統V90在世界上首次生長了高質量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%，發現了InPBi中室溫奇異寬光譜發光現象，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，后兩種材料已經被報道，稀鉍磷化物晶體為首次合成。
　　
　　上海微系統所鉍化物半導體材料研究已經受到國際關注，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屆國際透明光網絡會議等序列國際會議上代表該所獲得7次大會邀請報告。目前團隊已經申請加入歐盟第七框架科技協作平臺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研究”和自然基金重點項目“應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用。