出现了！迄今为止整体器件性能最好的MoS2单晶

近期，南京大学和东南大学研究者共同实现了在C面蓝宝石衬底上外延生长2英寸（~50 mm）的单层二硫化钼（MoS2）单晶，其是迄今为止所报道的单层MoS2晶体管中最佳的整体器件。

二维过渡金属二硫化物（TMDCs）半导体材料，在将摩尔定律推广到硅以外方面引起了人们极大的兴趣。然而，尽管人们已经进行了大量研究，但是在可扩展和工业兼容的衬底上获得晶圆级TMDCs单晶仍然充满极大的挑战。

经过近几年科学家不断地努力探索，最终制备出了以C面蓝宝石为衬底的二硫化钼单晶。研究者设计了与标准衬底垂直的蓝宝石A轴（C/A）的错切取向，尽管错切取向的改变不影响外延关系，但所得台阶边缘打破了反平行MoS2畴的成核能简幷性，幷导致超过99%的单向排列，从而解决了市场上C面蓝宝石衬底外延生长TMDCs单晶存在的问题。

研究表明，衬底上的MoS2呈现100%单向排列，且重复性超过99%，幷具有极好的晶圆级均匀性。另外，所制备的MoS2单晶可以批量制造几厘米长的场效应晶体管（FET）阵列，幷获得了102.6cm2/(v·s)的迁移率和450μA/μm的饱和电流，这是目前单层MoS2的最高值。对160个厘米级场效应管的统计分析表明，器件成品率超过94%，迁移率变化15%。

与使用六角形BN或Au作为外延衬底的的潜在竞争技术相比，该方法使用了广泛应用的低成本C面蓝宝石，这种蓝宝石可以很容易地扩展到8英寸，幷且与工业工艺具有良好的兼容性。该方法为未来电子学提供了一条通用和可扩展制备TMDCs单晶的途径。

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