中國科學院上海微系統與信息技術研究所信息功能材料國家重點實驗室丁古巧課題組獨立發現新型碳基二維半導體材料C3N，相關研究論文C3N-a 2-Dimensional crystalline, hole-free, tunable-narrow-bandgap semiconductor with ferromagnetic properties 于2月28日在國際學術刊物《先進材料》在線發表（Siwei Yang, et al, Adv. Mater., 2017, DOI:1010.1002/adma.201605625）。

　　課題組博士研究生楊思維等使用2,3-二氨基吩嗪小分子水熱合成方法成功實現了該單層二維新材料的制備。該材料為一種由碳和氮原子構成的類似石墨烯的蜂窩狀無孔有序結構，是一種新型間接帶隙半導體，本征帶隙為0.39 eV，帶隙可以通過納米尺寸效應進行調控，理論計算和實驗結果一致。基于單層C3N薄膜的FET器件開關比可以高達5.5×1010，載流子遷移率可達220 cm2V-1s-1。通過調控C3N量子點的尺寸，可以實現約400-900 nm的光致發光。值得注意的是該材料可以通過氫化實現空穴注入，并在96 K溫度以下產生鐵磁長程序。帶隙的存在彌補了石墨烯沒有本證帶隙的缺憾，氫化載流子注入為調控該材料的電學特性提供了新的手段，鐵磁性預示該材料體系具有豐富的物理內涵。該項發現為碳基二維材料家族增添了新成員，為探索基于該二維新材料的新物理和新器件奠定了基礎。

　　這項研究始于2013年。2014年1月，實驗室成功制備了該新材料，并完成相關的理論分析和材料基本特性的表征。投稿過程中經過反復討論，多次補充實驗結果以及論文修改完善，最終被《先進材料》雜志接收發表。

　　該項研究得到了科技部02重大專項“晶園級石墨烯電子材料和器件研究”（2011ZX02707）等項目的支持。研究合作單位包括蘇州大學、浙江大學、上海科技大學、復旦大學和以色列理工學院。

上海微系統所發現新型二維半導體量子材料C3N