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华中科技大学机械学院团队国际上首次发现反常光电化学刻蚀效应

2025-08-28 08:35:43来源：华中科技大学阅读量：19889 评论

　　8月23日，机械学院朱金龙教授课题组、刘世元教授课题组、高亮教授课题组组成的联合研究团队，在Nature Communications上发表成果 “无掺杂半导体表面的反常光电化学刻蚀效应”(Anomalous photoelectrochemical etching of undoped semiconductor surfaces)。这是在国际上首次发现反常光电化学刻蚀效应。机械学院2024级博士生彭攀为第一作者，机械电子信息工程系教授朱金龙为通讯作者。

　　在过去的数十年里，半导体的光电化学刻蚀效应一直被认为是光生载流子在半导体与电解质溶液接触表面形成的内建电场作用下迁移到样品表面参与并催化电化学刻蚀导致的结果。本研究报道了一种反常的物理现象，即在光电化学刻蚀过程中，具有横向(平行于半导体表面)梯度的空间光场照明能够诱导无掺杂半导体表面的光生载流子产生横向迁移，载流子浓度的重新分布导致在无掺杂半导体中产生了与常规光电化学刻蚀相反的刻蚀结果。实验结果表明光照强度与梯度、载流子扩散长度等因素与该过程密切相关。

　　该研究提供了一种通过光场调控实现在半导体表面进行大面积3D微纳米结构制造的新方法。该方法具有低成本、快速加工的特点，有望在微电子器件、光学元件、微机电系统、生物医疗等领域取得广泛应用。

　　本研究由国家自然科学基金、国家重点研发计划、深圳市基础研究项目、中国国家杰出青年科学基金、粤港科技合作资助计划C类平台和光谷实验室创新项目等项目资助。

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