近日，南京大學王欣然教授團隊與東南大學王金蘭教授團隊合作，實現了雙層二硫化鉬的層數可控外延生長，獲得了厘米級均勻的雙層二硫化鉬薄膜，該成果近日發表于國際學術期刊《自然》上。

　　“這份研究突破了大面積均勻雙層二硫化鉬的層數可控外延生長技術瓶頸，有望進一步拓展至其他二維材料體系的外延生長。”近日，接受科技日報記者采訪時，論文共同第一作者、東南大學教授馬亮說。

　　王金蘭表示，與單層二硫化鉬相比，雙層二硫化鉬具有更高的載流子遷移率、更大的驅動電流，在電子器件的應用中更有優勢。

　　“然而，由于襯底與二硫化鉬表面強相互作用的熱力學限制，傳統表面外延只能通過‘1+1=2’的逐層生長模式獲得雙層二硫化鉬。由于生長時長不一致和成核位點隨機分布，導致了層數均勻性差和薄膜不連續等問題。”馬亮說。

　　針對該問題，研究團隊提出了襯底誘導的雙層成核以及“齊頭并進”的全新生長機制。研究團隊首先進行了理論計算，發現雖然單層生長在熱力學上是最穩定的，但是通過在藍寶石表面構建更高的“原子梯田”，可以實現邊緣對齊的雙層成核，從而打破了“1+1=2”的逐層生長傳統模式局限。

　　王欣然表示，研究團隊利用高溫退火工藝，在藍寶石表面上獲得了均勻分布的高原子臺階，并實現了厘米級的雙層連續薄膜。

　　隨后，團隊制造了雙層二硫化鉬溝道的場效應晶體管器件陣列。電學性能評估表明，擁有雙層二硫化鉬材料的器件，均一性得到了大幅度提升，開態電流高達1.27毫安/微米。記者金鳳