## 新型合成技术：单晶二维半导体的下一代设备
引言
近年来，二维半导体材料因其独特的物理和化学性质而受到广泛关注。尤其是过渡金属二硫化物（TMDs）类材料，如MoS2、MoSe2、WS2和WSe2，它们在电子学、光电子学和能量存储等领域展现出巨大的潜力。最新的研究成果表明，通过新型的合成技术，可以实现单晶二维半导体的高质量生长，这为下一代电子设备的发展提供了新的契机。
新型合成技术：假外延生长
最近，研究人员提出了假外延生长（hypotaxy）方法，这是一种创新性的二维材料合成技术。通过在金属薄膜上转移单层石墨烯，并在高温下进行硫化或硒化反应，成功实现了在不同基底上生长大面积单晶TMDs[1]。这种方法不仅能够精确控制MoS2的厚度，从单层到数百层，而且适用于非晶基底和晶格不匹配的基底，克服了传统外延生长方法的局限性。
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假外延生长的优势
1. 基底兼容性：假外延生长方法可以在多种基底上实现单晶TMDs的生长，包括非晶基底和晶格不匹配的基底。
2. 厚度可控性：该方法能够精确控制MoS2的厚度，从单层到数百层。
3. 高性能材料：所得到的单晶MoS2材料表现出优越的热学和电学性能，热导率约为120 W m−1 K−1，迁移率约为87 cm2 V−1 s−1[1]。
应用前景
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电子学应用
1. 场效应晶体管：高质量的MoS2在场效应晶体管中表现出优异的电性能，具有高迁移率和一致的器件特性[1]。
2. 单片三维集成：假外延方法在单片三维集成中的可行性及其与后端工艺（BEOL）的兼容性，为半导体器件的制造开辟了新的途径[1]。
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量子技术与光电子学
1. 量子计算：二维材料在量子计算中的应用前景广阔，尤其是结合磁性半导体如CrSBr，可以保持二维量子特性[4]。
2. 光电子器件：二维材料的高稳定性和优良的光学特性使其在先进的光学应用中具有巨大的潜力[4]。
结论
新型的假外延生长技术为单晶二维半导体的合成提供了创新性的解决方案。通过这种方法，能够在多种基底上实现高质量TMDs的生长，并展现出优越的电学和热学性能。这种技术不仅为下一代电子设备的发展提供了新的思路，也为量子技术和光电子学的应用开辟了广阔的前景。随着二维材料研究的不断深入，我们可以期待在这些领域取得更多的突破和进展。
相关资讯来源:
[1] www.thepaper.cn
[5] technews.tw
