新技术助二维过渡金属硫族化学物“布阵”
来源：中国科学报 2022-05-11 08:47:28
本报讯（记者王昊昊）半导体外延异质结是现代电子学和光电子学的基础。近日，湖南大学教授段曦东课题组报告了一种激光加工联合精准外延的系统性制造策略，制备了二维（2D）过渡金属硫族化学物（TMDs）横向异质结阵列。
该研究是关于合成二维面内异质结阵列的首次公开报道，突破了二维面内异质集成的瓶颈，有望推动二维集成电路的发展。研究成果日前发表于《自然—纳米技术》。
2D-TMDs由于其超薄的晶体结构、优异的电子学特性、表面无悬挂键且易于集成，成为下一代半导体的重要候选材料。然而，目前该材料的面内异质结阵列结构难以实现，原因在于其原子晶体图案化加工与当前的传统工艺不兼容，传统工艺难以实现原子级洁净界面，使得原子级面内外延难以实现。
为了消除传统技术的不利影响，研究人员通过发展全新的激光加工技术与热刻蚀技术，实现了二维原子晶体图案化，并且图案边缘待外延界面实现了原子级洁净，有力避免了传统光刻和等离子刻蚀加工工艺中的界面吸附问题、有机物残留问题。
该策略展现了高度稳定性和阵列图案、大小等结构参数的可调性。通过精确控制激光加工位点、热刻蚀温度和时间，2D-TMDs横向异质阵列的形态与组合图案可以得到完美控制。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41565-022-01106-3
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