近年来，以ReS₂和ReSe₂为代表的二维层状半导体备受关注，因为它们具有独特的面内各向异性光学与电学特性，并在偏振光电探测器件等领域具有潜在应用价值。作为两种Re基二维半导体，ReS₂和ReSe₂具有相同的晶体结构，但在带隙宽度、带隙类型、电输运等物性方面存在差异。虽然ReS₂在可控制备和可调光电应用方面已经取得了较大进展，但关于ReSe₂可控制备和应用方面的报道仍较少。

鉴于此，大连理工大学李大卫课题组(硕士生佟云颢为一作)报道了一种基于夹片结构的空间限域固相生长法，实现了高质量、双晶区ReSe₂半导体的低温(≤600^oC)可控制备。研究发现，通过控制晶界取向，可以调控双晶区ReSe₂器件的电导行为。此外，所生长的ReSe₂半导体表现出优异的光探测器性能，包括高达8000的光开关比、低至0.3 ms的超快响应时间，超过了大多数已报导的ReS₂和ReSe₂光探测器。相关成果以“Space-confined solid-phase growth of two-domain 1T'-ReSe₂ for tunable optoelectronics”为题，发表在《Applied Physics Letters》期刊上，并被选为当期Feature Article。

本文要点：

(1) 提出了一种以固态Re粉为前驱体、用夹片结构来限制反应空间的空间限域固相生长法，可实现规则形状的高质量、双晶区ReSe₂的低温（≤600^oC）可控制备。

(2) 提出了基于空间限域固相法的ReSe₂四步生长模型，ReSe₂从Re粉和衬底接触处开始成核，随后长出两个间隔60^o的条形分支，最后两个分支区域逐渐被填充，最终形成双晶区三角形产物。

(3) 双晶区ReSe₂中的单晶区显双极性，而晶界处表现出n型半导体性质。由此，通过控制晶界取向，可以调控ReSe₂器件的电导行为。

(4) 双晶区ReSe₂表现出优异的光响应性能（高达8000的光开关比，低至0.3ms的上升沿和下降沿响应时间），超过了大多数ReS₂和ReSe₂光探测器性能。

文章链接：

https://pubs.aip.org/aip/apl/article/124/8/083102/3266946/Space-confined-solid-phase-growth-of-two-domain-1T

(佟云颢、李大卫 撰稿)