通过空间限制的单核化方法实现晶圆级2H-MoTe2单晶阵列的种子固相外延

《ACS Nano》：Seeded Solid-Phase Epitaxy of Wafer-Scale 2H-MoTe2 Single-Crystal Arrays through Spatially Confined Single Nucleation

二维半导体MoTe2单晶阵列通过受限形核固相外延生长制备，解决了阵列交叉干扰问题，实现了高开关比（10^6）和高探测度（3×10^12 Jones）的近红外光电探测器，为大规模应用奠定基础。

　　

二维（2D）半导体因其独特的性质为后摩尔时代信息设备的发展提供了可能性。与基于硅的技术类似，实现晶圆级单晶的制备是这些半导体大规模应用的前提。在本研究中，我们通过空间受限的单核化过程，在多种基底上成功实现了晶圆级单晶2H-MoTe₂阵列的固态外延生长。通过精确控制核化及原子扩散过程，显著提升了晶片的制备效率和品质，为2H-MoTe₂在高性能场效应晶体管和光电探测器中的实际应用奠定了基础。特别是，原位集成的2H-MoTe₂/Si p–n光电二极管阵列展现了高达10⁶的光子触发开关比以及超过3 × 10¹² Jones的灵敏度，有效解决了阵列之间的串扰问题，实现了近红外光通信和光学成像。这项工作为2D半导体以单晶形式的大规模生产和集成开辟了新的途径。