6英寸二维半导体单晶量产突破，二硫化钼晶畴尺寸跃升数百微米

2月1日，东南大学披露，该校物理学院教授王金兰团队联合南京大学教授王欣然团队，基于金属有机化学气相沉积技术，通过氧辅助策略精准调控生长动力学，解决了传统二维半导体制备技术中碳污染、晶畴尺寸小、迁移率低等核心问题，成功突破6英寸过渡金属硫化物二维半导体单晶量产核心技术难题，为二维半导体产业化落地迈出关键一步。相关研究成果已于1月30日发表于国际学术期刊《科学》。

王金兰介绍，随着晶体管尺寸持续逼近物理极限，传统硅基半导体技术面临发展瓶颈。以二硫化钼为代表的二维半导体材料凭借优异的电学特性，被视作后摩尔时代最具潜力的非硅基新材料，但长期以来产业化制备面临两大难题：一是需要大尺寸、低对称性衬底作为外延模板以保障薄膜定向生长；二是二维材料的原子级厚度使其对生长动力学变化极为敏感，难以实现稳定量产。

针对上述难题，团队在制备流程中引入氧气并创新设计预反应腔结构，通过高温环境让氧气与前驱体充分预反应，将反应过程的能量障碍大幅降低，使前驱体反应速率提升超1000倍。最终实现二硫化钼晶畴平均尺寸从百纳米级跃升至数百微米，并沿特定晶向有序排列，既解决了大面积均匀生长的量产难题，也从根源上抑制含碳中间体形成，彻底消除碳污染问题。

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