二维半导体横向图案化异质结构

原子级锐利界面

通过刻蚀与后续稳健外延生长策略，在二维半导体单晶上获得高周期性、界面原子级锐利的横向图案化异质结构，可直接用于大面积二维电子电路集成。

Huang, Ziwei · Jingmei, Tang · Zhang, Hongmei · Zhang, Zhengwei · 李嘉 · Zhao, Bei · 马超 · 邓卫 · Wang, Di · Huangfu, Ying · Liu, Miaomiao · 段曦东

Advanced Materials 2025

技术优势

界面原子级锐利

系统显微和光谱表征揭示异质结构具有原子级锐利的边界，消除了界面的成分过渡区。

高空间周期性

异质结构的高周期性促进了可扩展的器件集成，为大规模二维电子电路提供了实用途径。

通用的制备策略

利用高速激光刻蚀获得边缘干净的图案化模板，再通过后续稳健外延生长，可制备横向周期异质结构、异质结构交叉阵列及其他复杂图案化异质结构。

可直接集成器件

通过构建p-n二极管和CMOS反相器阵列等功能电子元件，展示了这些异质结构在单片电路应用中的潜力。

应用场景

• 二维集成电路：提供高周期性异质结构模板，促进大规模二维电路集成。
• 下一代逻辑器件：基于这些异质结构可构建CMOS反相器等逻辑器件阵列。
• 二维半导体器件：直接用于制备p-n二极管等功能器件，无需自行开发刻蚀外延工艺。
• 微纳加工：激光刻蚀结合外延生长为二维材料微纳加工提供了新思路。