大面积单层p型半导体片对高性能电器阵列
Lingxiao Yu1, Junyang Tan2, Hanyuan Ma1
1State Key Laboratory of New Ceramic Materials, School of Materials Science and Engineering, Tsinghua University, Beijing, 100084, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|August 29, 2025
概括
现在可以实现大面积,高质量的二维p型半导体. 可控核化使得先进电子设备的单层化 (WSe2) 薄膜能够达到厘米尺度.
科学领域:
- 材料科学
- 凝聚物质物理学
- 纳米技术
背景情况:
- 由于其原子厚度和对短通道效应的免疫力,二维 (2D) 半导体为后穆尔计算提供了解决方案.
- 在生产大面积,高质量的单层p型二维半导体方面仍然存在重大挑战.
研究的目的:
- 开发一种控制核化的方法来合成大面积,均的单层p型二维半导体.
- 为了研究合成的二化物 (WSe2) 和含有Nb的WSe2薄膜的电性能.
主要方法:
- 通过调整前体蒸发区域来控制p型WSe2的核化.
- 为厘米尺度的薄膜合成优化核密度.
- 场效应晶体管阵列的制造和特征.
主要成果:
- 成功合成了厘米尺度的均单层 WSe2 和 Nb 嵌入的 WSe2 膜.
- WSe2薄膜表现出p型行为,孔移动度为34±17cm2/V·s,开/关比为4×107.
- 加入Nb可提高孔的流动性至48±16cm2/V·s,启/关比为≈108.
结论:
- 控制核化策略使得2D p型半导体的可扩展合成成为可能.
- 合成的WSe2片显示出在电气设备和集成电路中使用的潜力.
- 纳入Nb进一步提高电子应用的2D p型半导体的性能.


