由于基于硅的半导体技术正在接近其性能的极限,因此高度希望可以取代或部分替代技术中的硅的新材料。亚博网站下载最近,石墨烯和其他二维(2D)材料的出现为建立下一代半导体技术提供了一个新的平台。亚博网站下载其中,过渡金属二分法(TMD),例如MOS2,WS2,摩西2,WSE2,作为最吸引人的2D半导体。
建造超大规模的高性能半导体电路的先决条件是,基本材料必须是晶圆尺度的单晶,就像今天使用的硅晶圆一样。亚博网站下载尽管付出了巨大的努力,致力于TMD的晶圆尺度单晶的发展,但到目前为止,成功的努力非常有限。
杰出的Feng Ding教授及其研究团队来自Unist的基础科学研究所(IBS)内的多维碳水化合物中心(CMCM),与北京技术学院和北京大学的研究人员合作,并与北京大学的研究人员合作亚博网站下载亚博老虎机网登录报道了2英寸单晶WS的直接增长2单层电影最近。除了WS2,研究小组还证明了单晶MOS的增长2,WSE2和摩西2也以晶圆量表。
外延生长的关键技术是一个大型的晶状结晶,以确保在基板上生长的所有小单晶均匀对齐。由于TMD具有非中心对称结构或相对于其边缘的TMD的镜像图像相反,因此我们必须通过仔细设计底物来打破这样的对称性。基于理论计算,作者提出了一种机制。双耦合引导的外交y生长“用于实验设计。WS2-蓝宝石平面相互作用作为第一个驱动力,导致WS的两个首选反平行方向2岛屿。
WS之间的耦合2蓝宝石的渐进式边缘是第二个驱动力,它将破坏两个反平行方向的退化。然后,所有在带台阶边缘的基板上生长的TMD单晶体都是单向排列的,最后,这些小型单晶的聚结会导致底物相同大小的大型单晶。
“这种新的双耦合外延生长机制是可控材料生长的新事物。亚博网站下载原则上,如果发现适当的底物,它使我们意识到将所有2D材料生长成大区域的单晶亚博网站下载。”该研究的联合第一作者Ting Cheng博士说。”我们已经考虑了如何从理论上选择合适的底物。首先,底物应具有低对称性,其次,首选更多的台阶。“强调研究的对应作者Feng Ding教授。
“这是该领域迈出的主要一步基于2亚博网站下载D材料的设备。随着晶圆尺度单晶2D TMD的成功生长在过渡金属底物上的石墨烯和HBN之外的绝缘体上,我们的研究提供了2D半导体在电子和光学设备的高端应用中所需的基石,”冯教授解释说。