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摘 要：此次成果是面向实现2D半导体“产业化晶圆规模增长”的重大进展：形成无晶界的单晶（实现高迁移率器件）；自我限制的单层生长（保证膜厚的均匀性）；MOCVD技术的利用（匹配现有半导体产业的工艺兼容性）。
关键词：MoS₂、单层膜、自组织、逻辑半导体、二维半导体
要点
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使用MOCVD法，发现在蓝宝石衬底上MoS2晶粒自组装并单晶化的新型成长机制。
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通过选择独特的前驱体，发现成膜反应在单层厚度自我停止的新现象，在整个2英寸的晶圆上实现了均匀且再现性高的单层MoS2膜。
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通过两种成膜机制的协同效应实现了更高的电子迁移率。在着眼于量产化的晶圆尺寸下，满足了形成高品质单层MoS2单晶膜这一产业界的要求，同时也是迈向下一代亚纳米尺寸逻辑晶体管的重要一步。
MoS2单晶晶圆和器件组
研究小组着眼于使用金属有机化学气相沉积法（MOCVD）的单层膜厚的二硫化钼（MoS2）的生长，发现在蓝宝石衬底上MoS2晶粒的自组装和成长膜厚自我停止这两种重要的成膜机制。利用这些机制，可以在晶圆尺寸上高再现性地实现单层MoS2单晶膜的外延生长。此外，电子迁移率的温度相关性也证实了基于该方法的MoS2具有低缺陷密度和高品质。
该成果开辟了在晶圆尺寸上稳定生产高品质且均匀的二维半导体（2D半导体）单晶薄膜的方法，对于将来在大规模集成电路、低功耗电子以及光电子设备中的应用也有很大的意义。