南京大學王欣然教授團隊與東南大學王金蘭教授團隊合作，實現厘米級均勻的雙層二硫化鉬薄膜可控外延生長，該成果近日發表于國際學術期刊《自然》。
論文共同第一作者、東南大學教授馬亮說：“這份研究不僅突破了大面積均勻雙層二硫化鉬的層數可控外延生長技術瓶頸，研制了最高性能的二硫化鉬晶體管器件，而且雙層二硫化鉬層數可控成核新機制有望進一步拓展至其他二維材料體系的外延生長，為后硅基半導體電子器件的替代材料提供了一種新的方向和選擇。”
針對二硫化鉬的層數可控外延生長這項極具挑戰性的前沿難題，研究團隊提出襯底誘導的雙層成核以及“齊頭并進”的全新生長機制。論文共同通訊作者、南京大學教授王欣然介紹，團隊在國際上首次實現大面積均勻的雙層二硫化鉬薄膜外延生長。
王欣然表示，研究團隊利用高溫退火工藝，在藍寶石表面上獲得均勻分布的高原子臺階，成功獲得了超過 99% 的雙層形核，并實現了厘米級的雙層連續薄膜。
隨后，團隊制造雙層二硫化鉬溝道的場效應晶體管器件陣列。電學性能評估表明，雙層二硫化鉬器件的遷移率相比于單層二硫化鉬提升了 37.9%，器件均一性也得到了大幅度提升;開態電流高達 1.27 毫安 / 微米，刷新了二維半導體器件的最高紀錄。
