镓基半导体（如氮化镓、砷化镓、锑化镓等）的带隙覆盖紫外到红外且迁移率高，是全谱光电探测与成像、多色发光、高速高压器件和类脑神经计算等应用领域的重要沟道半导体材料。目前，高质量镓基半导体薄膜的外延生长依赖于晶格匹配的衬底、缓冲层或生长后的组装工艺。开发弱衬底依赖性的新型生长方法，对推动多功能镓基半导体薄膜在新一代光电子器件中的应用具有重要意义。

近期，学院杨再兴教授课题组受生物学中“诱导契合”现象的启发，开创性地提出了一种镓基半导体薄膜生长策略：利用非晶氧化镓薄膜表面富镓的特性，在非晶、柔性以及透明的功能性衬底上生长大面阵、高均匀性的镓基半导体薄膜（包括GaSb、GaSe、GaAs和GaAsSb）。

图一. 镓基半导体薄膜的诱导契合生长与多功能应用。

该方法成功突破了传统外延技术对晶格匹配的衬底或缓冲层的依赖。生长的镓基半导体薄膜结晶性良好、表面平整致密、可图形化。得益于非晶氧化镓独特的界面特性，所制备的镓基半导体晶体管表现了类脑神经突触行为模拟能力；所制备的360度全向柔性光电探测器在极低入射角及多次弯折条件下仍保持稳定的光响应，显示了卓越的环境适应性与弯折鲁棒性。该生长策略有望推动镓基半导体薄膜在高效光电转换、柔性电子、神经形态计算等方向的实际应用，为下一代物联网、智能传感、可穿戴设备等领域提供核心材料与工艺基础。

总之，本研究提出的“诱导契合”生长方法为功能半导体薄膜的可控生长与多功能集成提供了简单而高效的途径，可拓展至更大面积、更多元半导体材料体系的生长与集成应用。相关结果以“Induced fit growth of Ga-based semiconductor thin films for brain-inspired electronics and optoelectronics”为题发表在《Light: Science & Applications》期刊上。学院为论文第一通讯单位，博士生洒子旭为论文第一排序作者。感谢香港城市大学何颂贤教授、学院陈峰教授、李伟峰教授、湖南大学孟优教授、学校测试平台宋克鹏教授等合作者们的悉心指导和大力支持。工作得到了国家自然科学基金和山东省自然科学基金等项目的支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41377-025-02096-2