美国莱斯大学材料科学家团队在《ACS应用电子材料》杂志发表研究成果,成功开发出将二维半导体二硒化钨直接生长于图案化金电极上的新方法。该方法采用化学气相沉积技术,避免了传统制备过程中需要转移易碎二维薄膜的环节。
研究团队通过构建功能性概念验证晶体管,展示了这种无转移生长方法的可行性。莱斯大学博士生Sathvik Ajay Iyengar表示:"这是首次演示无转移二维器件生长方法,为降低加工温度、实现无转移二维半导体集成工艺迈出重要一步。"该发现源于实验中的意外观察:二维材料在化学气相沉积过程中主要在金表面形成。
与传统方法相比,这种原位生长方法能够保持材料质量并提升器件性能。研究团队优化了前体材料,降低了二维半导体的合成温度,并证实其以可控的定向方式生长。莱斯大学材料科学和纳米工程教授Pulickel Ajayan指出:"了解二维半导体与金属的相互作用机制,对未来设备制造和规模化生产具有重要价值。"
研究团队利用先进成像和化学分析技术验证了该方法对金属触点完整性的保护效果。共同第一作者Lucas Sassi强调:"金属与二维材料生长过程中的强烈相互作用是该方法成功的关键。缺乏可靠的无转移生长方法一直是二维半导体实用化的主要障碍。"
该方法为下一代晶体管、太阳能电池等电子技术应用原子级薄材料开辟了新途径。研究还展示了国际科研合作对推动技术创新的重要作用,该课题最初源于美印研究计划中关于二维材料半导体制造工艺的探讨。
更多信息: Lucas M. Sassi 等人,《过渡金属二硫属元素化物在金属接触面上直接化学气相沉积的机理理解与演示》,ACS 应用电子材料(2025)。













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