美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的研究人員已實(shí)現(xiàn)硅晶圓上高性能二維半導(dǎo)體生長(zhǎng)，新型2D材料硒化銦（InSe）可以在足夠低的溫度下沉積以與硅芯片集成。

報(bào)道稱，諸多候選2D半導(dǎo)體材料需要如此高的溫度才能沉積，從而破壞了底層的硅芯片。其他的可以在與硅兼容的溫度下沉積，但它們的電子特性——能耗、速度、精度——缺乏。有些符合溫度和性能要求，但無(wú)法生長(zhǎng)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸所需的純度。

賓夕法尼亞大學(xué)電氣與系統(tǒng)工程系副教授Deep Jariwala和博士后研究員Seunguk Song領(lǐng)導(dǎo)了新的研究，InSe長(zhǎng)期以來(lái)一直顯示出作為先進(jìn)計(jì)算芯片的二維材料的前景，因?yàn)樗鼣y帶的電荷非常好。但事實(shí)證明，生產(chǎn)足夠大的InSe薄膜很棘手，因?yàn)殂熀臀幕瘜W(xué)性質(zhì)往往以幾種不同的分子比例結(jié)合，呈現(xiàn)出每種元素比例不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而損害其純度。

該團(tuán)隊(duì)使用一種稱為“垂直金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積”（MOCVD）的生長(zhǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了突破性的純度。之前的研究曾嘗試同時(shí)引入等量的銦和硒。然而，這種方法是材料中不良化學(xué)結(jié)構(gòu)的根源，產(chǎn)生的分子中每種元素的比例不同。相比之下，MOCVD的工作原理是連續(xù)輸送銦，同時(shí)以脈沖形式引入硒。

除了化學(xué)純度之外，該團(tuán)隊(duì)還能夠控制和排列材料中晶體的方向，通過(guò)提供無(wú)縫的電子傳輸環(huán)境進(jìn)一步提高半導(dǎo)體的質(zhì)量。