石墨氮化碳（g-CN）材料由于其非金属组成、适中的电子带隙和优异的稳定性等优点，使得人们长期以来一直期待将其扩展到光催化以外的光电子应用领域。然而，大规模合成结晶度高、厚度可调的均匀二维（2D）g-CN薄膜仍然是其应用的主要瓶颈。

近日，郑州大学单崇新教授，董林教授，娄庆副教授报道了一种气相输送辅助冷凝（VTC）工艺来生长晶圆级和高度均匀的2D g-CN膜。

文章要点

1）研究人员利用密度泛函理论（DFT）中的第一性原理模拟了三聚氰胺分子的热缩合动力学，结果表明，三聚氰胺与庚嗪环基g-CN的简单缩合可以在550℃的温和温度下合成出高质量的g-CN薄膜。此外，g-CN薄膜可以在不同的衬底上生长，并通过调节生长时间比较容易地调节g-CN薄膜的厚度。研究人员还开发了一种水介导的2D g-CN薄膜的转移过程。

2）研究人员首次研制了一种基于g-CN薄膜的紫外光探测器阵列器件。这种光电探测器在25 V电压下的响应度为207 mA W^-1，开关比为250，响应时间为6 ms。利用图案化的g-CN光电探测器作为传感像素，研究人员构建了紫外（UV）成像系统。

这项工作为2D g-CN薄膜的晶圆级生长提供了通用策略，为其在各种电子和光电器件中的应用奠定了坚实的基础。

参考文献

Liu et al., Wafer-scale growth of two-dimensional graphitic carbon nitride films, Matter (2021),

DOI：10.1016/j.matt.2021.02.014

https://doi.org/10.1016/j.matt.2021.02.014