同质外延法实现晶圆级3R-MoS2薄膜生长及其铁电特性突破

推荐文本 为解决二维材料堆叠控制难题，研究人员开发化学气相沉积策略，在单层MoS2上同质外延生长出两英寸晶圆级高纯3R-MoS2薄膜。该薄膜展现铁电性，可制造场效应晶体管并实现非易失性存储器，为多功能集成开辟新途径。

　　

翻译内容

层间堆叠是二维材料中一个迷人的自由度，能像魔法师般调节材料性能，为设计功能器件带来无限可能。以经典的菱面体堆叠(3R) MoS₂为例，它展现出天然六方堆叠(2H)所不具备的铁电性(ferroelectricity)和光学非线性，令人惊叹！然而，由于不同多型间的热力学竞争，大面积生长堆叠可控的薄膜一直是棘手的挑战。现在，科学家们通过化学气相沉积(chemical vapor deposition)技术，在单层MoS₂晶体上巧妙实现同质外延(homoepitaxy)，成功制备出两英寸晶圆级、高纯度的3R-MoS₂薄膜。他们揭示了一种缺陷促进成核机制——其中钼取代硫空位(Mo-substituted sulfur vacancy)被鉴定为驱动3R堆叠的关键“推手”。更酷的是，基于3R-MoS₂通道的铁电半导体场效应晶体管(ferroelectric semiconductor field-effect transistor)闪亮登场，展现出非易失性存储器(non-volatile memory)特性，这就像为未来智能生物电子器件埋下了一颗种子。总之，层间堆叠的精妙控制，是解锁二维材料大规模生产、迈向生物传感和多功能集成(multifunctional integration)的关键一跃！