臺科大研究：鎵硫族化合物可當光電材料

記者黃朝琴／臺北報導

鎵元素對於打造LED、太陽能電池具重要角色。針對鎵與硫族元素組成的混合合金，臺灣科技大學團隊系統分析發現，鎵硫族化合物的單晶結構與可靈活調配組成元素，具高度可塑性與應用彈性，可扮演新世代光電的重要候選材料，這項研究成果發表於國際期刊。

臺科大今（1）日表示，鎵元素在現代科技中無處不在，是製作高效率發光材料的關鍵元素之一，能提升光能轉換效率，在發光二極體（LED）、太陽能電池與感測器等領域扮演重要角色。

臺科大應用科學研究所特聘教授何清華深耕二維半導體材料研究逾25年，近日整合長年研究成果，針對由鎵與硫族元素組成的混合合金，如硫化鎵（GaS）、硒化鎵（GaSe）及碲化鎵（GaTe）等進行系統性分析，深入探討這些材料的製備方法、晶體結構與物理特性。

研究顯示，這類材料具備優異的光電特性，未來可應用於光偵測器、紅外熱電元件與偏振感測等先進光電元件，在太陽能光電轉換、有機污染物降解等綠色能源與環境淨化領域也展現高度潛力，研究成果發表於材料科學領域的高影響力國際期刊《Materials Science and Engineering: R: Reports》。

何清華說明，團隊從材料結構、發光特性到光電導性進行深入研究，發現混合合金GaSe₁₋ₓSₓ有優異且強烈的光響應特性，具備高效率照明與太陽能電池領域的應用潛力；另一種混合合金GaTe₁₋ₓSₓ則展現出強大的光催化能力，適合應用於太陽能驅動的水分解製氫、有機污染物降解與殺菌，為再生能源及環境淨化領域提供更有效率的新材料選項。

研究也發現，透過在硫化鎵或硒化鎵中摻雜碲元素（Te），可使晶體結構由六方相轉變為單斜相，產生共面非對稱的軸向排列，進而產生偏振光發射與近紅外光響應，拓展在光偵測器、紅外熱電元件與偏振感測等先進光電器件中的應用可能。

何清華表示，鎵硫族化合物的單晶結構與可靈活調配組成元素的特性，使其具有高度可塑性與應用彈性，成為新世代光電的重要候選材料；這次論文就像是一個階段性總結，將這些年對鎵族單硫屬化合物的理解與發現完整整理出來，期望能為後續研究與應用鋪路。