我国科研团队在二维半导体领域取得新进展

来源：新华网

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新华网南京1月30日电（记者陈席元）随着硅基芯片性能日趋逼近物理极限，全球科学家正在积极寻找新一代替代方案。以二硫化钼为代表的二维半导体材料，便是备受瞩目的方向之一。30日，国际顶级期刊《科学》在线发表南京大学王欣然、李涛涛团队与东南大学王金兰团队合作论文。研究团队创新性提出“氧辅助金属有机化学气相沉积技术”，成功攻克了制约大尺寸二硫化钼薄膜规模化制备的技术瓶颈。

研究负责人王欣然表示，虽然二硫化钼具备优异的电学性能，但要替代传统硅基材料并非易事。作为一种变革性材料，二硫化钼必须兼容现有半导体产线的成熟工艺体系，这正是团队开发金属有机化学气相沉积技术的初衷。

李涛涛介绍说：“在化学气相沉积过程中，金属有机前驱体受热分解，其反应产物附着在衬底表面，从而生长出二硫化钼薄膜。”然而，传统工艺受化学反应动力学限制，不仅成膜速度慢，前驱体分解更易产生含碳杂质，严重影响薄膜晶体质量。

为突破上述瓶颈，研究团队经过多年持续探索，创造性地引入氧气辅助工艺——利用高温环境下氧气与前驱体中的碳元素结合，有效降低碳污染。实验显示，基于新方法制备出的6英寸二硫化钼薄膜，其生长速率相比传统方法提升了2至3个数量级。

王欣然表示，团队目前已掌握二维半导体衬底工程、反应动力学调控等产业化关键技术。考虑到当下主流硅基产线主要采用12英寸晶圆，团队正在加紧研发新型气相沉积设备，下一步将重点攻关12英寸二硫化钼薄膜的规模化制备。

《科学》期刊审稿人评价指出，这项研究成功解决了传统金属有机化学气相沉积技术中由来已久的动力学限制与碳污染难题，对于加速推动二维半导体从实验室走向产业化应用，具有重要战略意义。