苏州实验室科研成果在《Science》发表

发布时间：2025-10-30 10:30

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近日，苏州实验室王欣然、丁峰团队通过稀土元素对蓝宝石衬底的“点石成晶”技术，在国际上率先突破了6英寸二维过渡金属硫族化合物半导体（以下简称二维半导体）单晶量产化制备技术。相关工作以“Robust epitaxy of single-crystal transition-metal dichalcogenides on lanthanum-passivated sapphire” （镧钝化蓝宝石衬底上单晶过渡金属硫族化合物的稳健外延）为题，于2025年10月23日在线发表在《科学》期刊。

团队首创稀土元素表面修饰技术，在蓝宝石表面构建镧单原子层，打破表面对称性，从根本上解决了二维半导体单晶规模化制备的难题。基于量产化的金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术和镧表面修饰的蓝宝石衬底，团队一举实现了6英寸二硫化钼（MoS₂）、二硫化钨（WS₂）、二硒化钨（WSe₂）和二硒化钼（MoSe₂）等二维半导体单晶的普适制备。多种光谱和电学表征技术证实了优异的材料质量和均一性， MoS₂和WSe₂的平均迁移率分别高达110 cm²·V^-1·s^-1和131 cm²·V^-1·s^-1。单晶尺寸、器件性能同步刷新记录，实现大尺寸与高质量兼得。该成果标志着二维半导体产业化迈出关键一步，为集成电路、显示、传感等领域的规模化应用奠定了材料基础。