半导体研究方向是聚焦新型半导体材料的开发与电子器件应用研究；注重利用气相方法制备低维无机功能材料，构筑电子器件并对其进行光电性能探究。基于半导体材料的光电器件是构筑现代微电子信息社会的基石，广泛应用于转换通信、环境监测、视频成像、夜视成像、军事追踪、医学检测等领域。但随着人们对信息处理要求的日益提高，微纳小型化、集成化已成为光电器件发展的必然趋势。近年来兴起的二维半导体材料，具有原子级平整的表面、超薄的厚度、强的光-物质相互作用、良好的机械柔性等新颖的物理特性，在光电器件小型化和集成化方面展现出独特的优势。因此， 发展具有优异光电特性的二维半导体材料对于实现高效集成光电器件应用具有重要意义。

    近年来，本团队在基于半导体材料的光电器件领域取得了一系列进展：

   （1）发展了低温范德华外延法，生长了系列二维碘化物材料，结合DFT和MD理论计算，揭示了扩散势垒对二维碘化物生长的影响规律，为低温生长高质量二维材料提供策略和理论指导。（Adv. Funct. Mater. 2022, 2202580）

图1. 低温范德华外延生长二维碘化物晶体

   （2）针对一维链状半导体Sb2Se3的二维化制备难题，创新性使用钠辅助气相制备策略，生长了高质量、超薄二维Sb2Se3晶体；提出了钠辅助诱导二维化生长的机理，突破了Sb2Se3本征一维链状晶体结构的限制；构筑的光电器件展现了显著的超宽光谱吸收及各向异性偏振极化的光电探测响应。（Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1909849）

图2. 钠辅助气相制备二维Sb2Se3及宽光谱与偏振光探测性能

（3）发现了一种新型的生长模式：二维核-壳生长模式。该模式生长的单层MoS2三角片存在晶界，但在光学显微镜下不容易被发现。晶界处的拉曼光谱峰宽化，荧光发射比其它区域明显增强。系统表征了材料形貌、结构、光学性质等，并解释了生长机理以及晶界处光学性质明显变化的原因。（ACS Nano 2017, 11, 10608-10615）

图3. 二维核-壳模式生长的MoS2的荧光光谱