近日，南京大學(xué)王欣然教授團隊與東南大學(xué)王金蘭教授團隊合作，實現(xiàn)了雙層二硫化鉬的層數(shù)可控外延生長，獲得了厘米級均勻的雙層二硫化鉬薄膜，該成果近日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上。

　　“這份研究突破了大面積均勻雙層二硫化鉬的層數(shù)可控外延生長技術(shù)瓶頸，有望進一步拓展至其他二維材料體系的外延生長�！苯�日，接受科技日報記者采訪時，論文共同第一作者、東南大學(xué)教授馬亮說。

　　王金蘭表示，與單層二硫化鉬相比，雙層二硫化鉬具有更高的載流子遷移率、更大的驅(qū)動電流，在電子器件的應(yīng)用中更有優(yōu)勢。

　　“然而，由于襯底與二硫化鉬表面強相互作用的熱力學(xué)限制，傳統(tǒng)表面外延只能通過‘1+1=2’的逐層生長模式獲得雙層二硫化鉬。由于生長時長不一致和成核位點隨機分布，導(dǎo)致了層數(shù)均勻性差和薄膜不連續(xù)等問題�！瘪R亮說。

　　針對該問題，研究團隊提出了襯底誘導(dǎo)的雙層成核以及“齊頭并進”的全新生長機制。研究團隊首先進行了理論計算，發(fā)現(xiàn)雖然單層生長在熱力學(xué)上是最穩(wěn)定的，但是通過在藍寶石表面構(gòu)建更高的“原子梯田”，可以實現(xiàn)邊緣對齊的雙層成核，從而打破了“1+1=2”的逐層生長傳統(tǒng)模式局限。

　　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了均勻分布的高原子臺階，并實現(xiàn)了厘米級的雙層連續(xù)薄膜。

　　隨后，團隊制造了雙層二硫化鉬溝道的場效應(yīng)晶體管器件陣列。電學(xué)性能評估表明，擁有雙層二硫化鉬材料的器件，均一性得到了大幅度提升，開態(tài)電流高達1.27毫安/微米。記者金鳳