以下文章来源于ACS材料X ，作者ACS Publications
英文原题：Reversible Thermally Driven Phase Change of Layered In2Se3 for Integrated Photonics
通讯作者：Lan Li (李兰), 西湖大学
作者：Jianghong Wu (吴江宏), Yuting Ye (叶羽婷), Jialing Jian (菅佳玲), Xiaoping Yao (姚晓萍), Junying Li (李钧颖), Bo Tang (唐波), Hui Ma (马辉), Maoliang Wei (魏茂良), Wenbin Li (李文彬), Hongtao Lin (林宏焘)
背景介绍
In2Se3是一种层状半导体，具有丰富的物理特性，是很好的光电、热电、铁电材料，而且In2Se3还具有多个不同的相，包括α、α′、β′、β、γ、δ、κ等。近几年，In2Se3的相关研究获得人们的广泛关注，比如α-In2Se3同时具有面内、面外铁电性，β′-In2Se3具有反铁电性等。此前已有研究工作表明可以通过热退火实现α-In2Se3到β′-In2Se3的相变，且α-In2Se3和β′-In2Se3的电阻率相差3个数量级以上，在电学非易失性开关中有很好的应用前景；但是α-In2Se3和β′-In2Se3之间的可逆相变依旧是目前的一个研究难点。此外，In2Se3的带隙约为1.3 eV，在通讯波段（1250-1620 nm）波长范围内的吸收系数很小，且相变温度低（约300 ℃），在集成光学相移器中有很好的应用前景。
图1.α-In2Se3到 β′-In2Se3的相变及两种材料表征
图2. 褶皱对 α-In2Se3、β′-In2Se3可逆相变的影响
文章亮点
近日，西湖大学李兰研究员等人在Nano Letters上发表了In2Se3可逆相变的研究，研究表明温度、局域应力是影响In2Se3相变的重要因素；在不同温度下，In2Se3具有复杂的相变过程：在300 ℃，α-In2Se3会相变成为β-In2Se3；当温度回到室温后，β-In2Se3会相变成为β′-In2Se3；在低温下（温度低于-124 ℃）β′-In2Se3会转变成其他“扭曲的”β-In2Se3；若初始的α-In2Se3表面有明显褶皱，则从高温到低温再回到室温，β′-In2Se3会相变回α-In2Se3，即发生α-In2Se3和β′-In2Se3的可逆相变。In2Se3相变在光学相移器中有很好的应用前景，具有相变功耗低、损耗小、与CMOS工艺兼容等优势。而且，β′-In2Se3具有很高的电导率、在通讯波段吸收小，可作为热光调制器的透明电极。
图3. 基于α-In2Se3、β'-In2Se3相变的光学相移器及基于β'-In2Se3的热光调制器
总结/展望
研究团队报道了In2Se3在不同温度下的可逆相变，利用In2Se3相变前后产生大的折射率和电导率变化，还能同时具有高的红外透过率等性能，验证了其在低损热光调制器、相移器中的性能演示，未来有望在光通信、光传感、多级非易失性光存储应用中进一步发挥价值。
相关论文发表在Nano Letters上，浙江大学-西湖大学联合培养博士研究生（现为香港理工大学博士后）吴江宏为文章的第一作者，西湖大学李兰研究员为通讯作者。
通讯作者信息：
李兰 西湖大学工学院
李兰：西湖大学工学院研究员、博士生导师、海外高层次人才计划青年项目入选者。主持国家自然科学基金面上、青年项目，参与科技部重点研发计划等项目，从事柔性集成光电器件、三维光电器件集成方向十余年。目前课题组研究方向主要包括：开发柔性光子器件与新型功能材料（红外光学玻璃，生物相容性氧化物，高分子聚合物，2D材料，半导体膜等）的关键集成技术和器件测试方法；探索新型柔性光电子器件（片上光源、调制、探测等）在光互连、多维传感、光声成像及神经生物学等领域的应用。
课题组主页：
http://flip.lab.westlake.edu.cn
实验室目前有博士后、博士生和科研助理岗位，欢迎大家与我们联系！
联系邮箱：
lilan@westlake.edu.cn
转自：“ACS美国化学会”微信公众号
如有侵权，请联系本站删除！
