中科院物理所攻克单晶晶圆难题，助力信息技术飞跃

中科院物理所攻克单晶晶圆难题，助力信息技术飞跃

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心近日宣布，通过界面缓冲层控制的新策略，成功在外延生长出2英寸单层MoS2单晶薄膜。这项突破不仅解决了二维半导体单晶晶圆制备的难题，也为未来高性能芯片、柔性显示屏、智能可穿戴设备等领域提供了坚实的基础。这一成果标志着我国在信息技术关键材料的研发上取得了重大进展，有望加速信息技术的进步和发展。

单晶晶圆是半导体产业的基础材料，主要用于制造集成电路和其他微电子器件。在众多二维半导体材料中，MoS2因其独特的物理性质而备受关注。它具有极限的物理厚度、表面原子级平整且无悬挂键、高本征迁移率、强的栅控能力，是解决当前晶体管微缩瓶颈，及构筑速度更快、功耗更低、亚10 nm 高性能半导体芯片的一类战略新材料。

然而，高质量、大尺寸的二维半导体单晶晶圆制备一直是制约其应用的关键瓶颈。中科院物理所的研究团队通过创新的界面缓冲层控制策略，成功解决了这一难题。他们开发了一种新型的外延生长技术，能够在衬底上实现大面积、高质量的MoS2单晶薄膜生长。这种技术不仅保证了薄膜的单晶特性，还实现了2英寸晶圆级别的制备规模。

这一技术突破为MoS2单晶薄膜在多个领域的应用打开了大门。在高性能芯片领域，MoS2单晶薄膜的优异电学性能使其成为下一代晶体管的理想沟道材料。与传统硅基材料相比，MoS2具有更高的载流子迁移率和更好的短沟道效应抑制能力，能够实现更小尺寸、更高性能的晶体管。这不仅有助于延续摩尔定律，还能满足未来低功耗、高性能计算的需求。

在柔性显示屏领域，MoS2单晶薄膜的超薄特性和优异的机械性能使其成为理想的选择。它不仅能够实现高分辨率、高亮度的显示效果，还能保持良好的柔韧性和耐用性。这为未来可折叠、可弯曲的新型显示设备提供了可能。

智能可穿戴设备也是MoS2单晶薄膜的重要应用方向。其超薄、柔性的特点，结合优异的电学性能，使得基于MoS2的传感器和处理器能够更好地集成到可穿戴设备中，实现更精准的健康监测、更智能的人机交互等功能。

这一突破不仅在国内具有重要意义，在国际上也引起了广泛关注。MoS2单晶薄膜的制备技术一直被视为半导体领域的前沿课题，许多国际知名研究机构和企业都在积极布局。此次中科院物理所的成功，不仅展示了我国在二维半导体材料领域的研究实力，也为全球信息技术的发展贡献了中国智慧。

随着技术的进一步成熟和成本的降低，MoS2单晶薄膜有望成为半导体产业的重要组成部分。它不仅能够推动现有电子产品的性能提升，还可能催生全新的产品形态和应用场景。这一突破预示着信息技术领域即将迎来一场新的革命，而中国正在这场革命中扮演着越来越重要的角色。

尽管已经取得了重要突破，但科研人员并没有止步。他们正在致力于进一步优化制备工艺，提高晶圆尺寸，降低成本，以满足大规模生产的需求。同时，研究团队还在探索MoS2与其他二维材料的集成技术，以开发更多功能的复合材料。

可以预见，在不远的将来，基于MoS2单晶薄膜的新型电子器件将逐步走向市场，为我们的生活带来更多便利和惊喜。而中国科学院物理研究所的这一突破，无疑为这场技术革命注入了强大的动力。