近日，東南大學與南京大學聯合攻關的二維半導體技術取得重大突破。由東南大學物理學院王金蘭教授團隊與南京大學王欣然教授團隊共同研發的6英寸過渡金屬硫化物二維半導體單晶量產技術，成功攻克了傳統制備工藝中碳污染、晶疇尺寸受限、載流子遷移率低等關鍵瓶頸，相關成果已發表于國際頂級學術期刊《科學》。
隨著集成電路特征尺寸逼近1納米物理極限，以硅基材料為代表的傳統半導體技術遭遇發展天花板。以二硫化鉬為代表的二維過渡金屬硫化物因其原子級厚度和優異的電學性能，被視為后摩爾時代最具潛力的替代材料。然而，該材料產業化長期面臨雙重挑戰：其一，需要大尺寸、低對稱性襯底作為外延模板；其二，原子級厚度導致生長過程對動力學參數極度敏感，難以實現規模化制備。
研究團隊創新性地提出氧輔助生長策略，通過設計預反應腔體結構，在高溫條件下使氧氣與前驅體發生充分預反應。這一技術革新將反應活化能降低80%以上，使前驅體反應速率提升三個數量級。實驗數據顯示，二硫化鉬晶疇尺寸從傳統工藝的百納米級躍升至數百微米級，且沿特定晶向呈現高度有序排列。該技術不僅解決了大面積均勻生長難題，更通過阻斷含碳中間體形成路徑，徹底消除了制備過程中的碳污染問題。
技術突破帶來的性能提升顯著：在6英寸晶圓上制備的二維半導體器件，其載流子遷移率較傳統工藝提升5倍以上，開關比達到10?量級。這項成果為二維半導體在集成電路、柔性顯示等領域的產業化應用奠定了關鍵技術基礎，標志著我國在新型半導體材料領域取得重要進展。
