(纯计算)北京大学吕劲团队Phys. Rev. Appl.: 面向高性能电子与光电子器件二维氧化物的高通量计算筛选

背景：随着电子与光电子器件持续微型化，需要能在纳米尺度保持优异电学与光学特性的材料。二维材料因超薄结构和良好静电控制能力展现出潜力，但现有材料在带隙覆盖和环境稳定性方面存在不足。二维氧化物作为新兴家族，具有宽带隙、空气稳定性和较宽松制备条件，但面临高性能p型FET缺乏和紫外探测器性能评估框架缺失的挑战。研究目的：通过第一性原理高通量计算筛选，系统评估二维氧化物在电子与光电子器件中的应用潜力，识别高性能候选材料，并建立系统化性能评价框架。结论：研究筛选出五种前景材料，覆盖低功耗FET、紫外探测器等关键领域。其中单层GeO的p型FET满足低功耗器件要求，在5 nm栅长下实现极高开启电流；单层SnO构建的p-i-n同质结紫外探测器展现出超高光响应度。该工作填补了二维氧化物在p型逻辑器件与高性能紫外探测方向的空缺，提供了系统化筛选与评价框架，为未来低功耗电子器件、光电集成及全二维CMOS体系奠定材料基础。