科技日?qǐng)?bào)南京2月1日電 （記者金鳳）記者1日從東南大學(xué)獲悉，該校物理學(xué)院教授王金蘭團(tuán)隊(duì)聯(lián)袂南京大學(xué)教授王欣然團(tuán)隊(duì)基于金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積技術(shù)，通過(guò)氧輔助策略精準(zhǔn)調(diào)控生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)，解決了傳統(tǒng)技術(shù)中碳污染、晶疇尺寸小、遷移率低等挑戰(zhàn)，成功突破了6英寸過(guò)渡金屬硫化物二維半導(dǎo)體單晶量產(chǎn)核心技術(shù)難題，為二維半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化邁出關(guān)鍵一步。相關(guān)研究成果1月30日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。

　　王金蘭介紹，隨著晶體管尺寸逼近物理極限，傳統(tǒng)硅基技術(shù)面臨前所未有的挑戰(zhàn)。以二硫化鉬為代表的二維半導(dǎo)體材料因其優(yōu)異的電學(xué)特性，被視為后摩爾時(shí)代最具潛力的非硅新材料。

　　然而，二維半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)化制備長(zhǎng)期以來(lái)面臨兩大挑戰(zhàn)。一是需要大尺寸、低對(duì)稱(chēng)性的襯底作為外延模板，保證薄膜的定向生長(zhǎng)；二是二維材料的原子級(jí)厚度使其對(duì)生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)極其敏感。

　　王金蘭說(shuō)，針對(duì)這些難題，團(tuán)隊(duì)在制備二維半導(dǎo)體的過(guò)程中引入氧氣，創(chuàng)新設(shè)計(jì)材料生長(zhǎng)的預(yù)反應(yīng)腔結(jié)構(gòu)，在高溫下使氧氣與前驅(qū)體充分預(yù)反應(yīng)，這降低了反應(yīng)過(guò)程的能量障礙，使前驅(qū)物反應(yīng)速率提升約1000倍以上。

　　結(jié)果顯示，新方案使二硫化鉬晶疇的生長(zhǎng)速率較傳統(tǒng)方法大幅提升，晶疇平均尺寸從百納米級(jí)提升至數(shù)百微米，并沿特定晶向有序排列，解決了二維半導(dǎo)體大面積均勻生長(zhǎng)的量產(chǎn)化難題，還可以抑制含碳中間體的形成，從而徹底解決碳污染問(wèn)題。

　　王金蘭表示，這一成果不僅驗(yàn)證了“動(dòng)力學(xué)調(diào)控提升材料生長(zhǎng)質(zhì)量”的理論預(yù)測(cè)，更標(biāo)志著二維半導(dǎo)體單晶量產(chǎn)核心技術(shù)取得實(shí)質(zhì)性突破，為其在集成電路、柔性電子及傳感器等領(lǐng)域的規(guī)?；瘧?yīng)用奠定了材料基礎(chǔ)。

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