由伦斯勒理工学院研究人员领衔的团队在半导体制造领域取得重要进展，这一突破或将重塑计算机芯片、光电子器件及量子计算设备的生产方式。该团队联合美国国家高磁场实验室、佛罗里达州立大学及纽约州立大学布法罗分校的研究力量，上月于《自然》杂志发表研究成果，深化了对远程外延技术的认知。

远程外延技术通过在衬底与生长的晶体薄膜间引入缓冲层，实现晶体层的剥离与转移。传统观点认为，缓冲层厚度需控制在1纳米以内，否则将削弱衬底对晶体生长的引导作用。然而，伦斯勒理工学院材料科学博士毕业生茹佳及其团队通过实验发现，使用厚度达7纳米的碳缓冲层仍能成功生长晶体，且晶体与基底排列良好，这一发现将缓冲层厚度上限提升了600%。

研究进一步揭示，衬底中的结构缺陷(如位错)可能通过长程静电相互作用影响晶体生长。史健博士指出：“缺陷可介导远程外延生长，这拓宽了材料选择范围，优化了工艺窗口，并为薄膜释放与晶圆回收策略提供了新思路。”通过氧化锌/氮化镓模型体系，团队验证了缺陷引发的长程静电作用机制，并借助原子尺度计算模拟证实了其普适性。

为验证技术可行性，团队构建了基于钙钛矿晶体薄膜的光电探测器，成功将其转移至柔性衬底并实现功能化。这一成果表明，衬底缺陷可被主动设计为控制晶体生长的“工具”，例如在特定位置编程功能性“岛”或外延层，为量子器件制造提供了关键精度。史健强调：“缺陷辅助的长程静电相互作用机制为工程师提供了新工具，有望推动半导体制造向更高精度与可控性发展。”

更多信息： Ru Jia 等人，长距离远程外延，Nature (2025)。期刊信息： 《自然》