出現了！迄今爲止整體器件性能最好的MoS2單晶

近期，南京大學和東南大學研究者共同實現了在C面藍寶石襯底上外延生長2英寸（~50 mm）的單層二硫化鉬（MoS2）單晶，其是迄今爲止所報道的單層MoS2晶體管中最佳的整體器件。

二維過渡金屬二硫化物（TMDCs）半導體材料，在將摩爾定律推廣到矽以外方面引起了人們極大的興趣。然而，儘管人們已經進行了大量研究，但是在可擴展和工業兼容的襯底上獲得晶圓級TMDCs單晶仍然充滿極大的挑戰。

經過近幾年科學家不斷地努力探索，最終製備出了以C面藍寶石爲襯底的二硫化鉬單晶。研究者設計了與標準襯底垂直的藍寶石A軸（C/A）的錯切取向，儘管錯切取向的改變不影響外延關係，但所得臺階邊緣打破了反平行MoS2疇的成核能簡幷性，幷導致超過99%的單向排列，從而解决了市場上C面藍寶石襯底外延生長TMDCs單晶存在的問題。

研究表明，襯底上的MoS2呈現100%單向排列，且重複性超過99%，幷具有極好的晶圓級均勻性。另外，所製備的MoS2單晶可以批量製造幾厘米長的場效應晶體管（FET）陣列，幷獲得了102.6cm2/(v·s)的遷移率和450μA/μm的飽和電流，這是目前單層MoS2的最高值。對160個厘米級場效應管的統計分析表明，器件成品率超過94%，遷移率變化15%。

與使用六角形BN或Au作爲外延襯底的的潜在競爭技術相比，該方法使用了廣泛應用的低成本C面藍寶石，這種藍寶石可以很容易地擴展到8英寸，幷且與工業工藝具有良好的兼容性。該方法爲未來電子學提供了一條通用和可擴展製備TMDCs單晶的途徑。

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