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30日，記者從東南大學獲悉，該校物理學院教授王金蘭團隊聯袂南京大學教授王欣然團隊，基于金屬有機化學氣相沉積技術，通過氧輔助策略精準調控生長動力學，解決了傳統(tǒng)技術中碳污染、晶疇尺寸小、遷移率低等挑戰(zhàn)，成功突破了6英寸過渡金屬硫化物二維半導體單晶量產核心技術難題，為二維半導體產業(yè)化邁出關鍵一步。相關研究成果1月30日發(fā)表于國際學術期刊《科學》。

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

然而，二維半導體的產業(yè)化制備長期以來面臨兩大挑戰(zhàn)。一是需要大尺寸、低對稱性的襯底作為外延模板，保證薄膜的定向生長；二是二維材料的原子級厚度使其對生長動力學極其敏感。

王金蘭說，針對這些難題，團隊在制備二維半導體的過程中引入氧氣，創(chuàng)新設計材料生長的預反應腔結構，在高溫下使氧氣與前驅體充分預反應，這降低了反應過程的能量障礙，使前驅物反應速率提升約1000倍以上。

結果顯示，新方案使二硫化鉬晶疇的生長速率較傳統(tǒng)方法大幅提升，晶疇平均尺寸從百納米級提升至數百微米，并沿特定晶向有序排列，解決了二維半導體大面積均勻生長的量產化難題，還可以抑制含碳中間體的形成，從而徹底解決碳污染問題。

王金蘭表示，這一成果不僅驗證了“動力學調控提升材料生長質量”的理論預測，更標志著二維半導體單晶量產核心技術取得實質性突破，為其在集成電路、柔性電子及傳感器等領域的規(guī)?；瘧玫於瞬牧匣A。