以過渡金屬二硫?qū)倩衔餅榇淼膶訝畎雽?dǎo)體材料是被認(rèn)為是最有潛力的芯片新材料之一，由多種層狀半導(dǎo)體材料材料組成的橫向結(jié)，例如同質(zhì)結(jié)、異質(zhì)結(jié)、混合多級結(jié)與超晶格結(jié)等，具有多種可調(diào)諧的電學(xué)與光學(xué)特性，為下一代高性能電子器件發(fā)展提供了全新的研究自由度，也為開發(fā)基于新原理與結(jié)構(gòu)的并超越傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料的新一代芯片提供了全新的研究方略。

近日，結(jié)合團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域的多項(xiàng)研究成果，清華大學(xué)材料學(xué)院王琛助理教授、李正操教授和物理系熊啟華教授等系統(tǒng)提出橫向?qū)訝畎雽?dǎo)體結(jié)的總體研究框架（圖1），并在此基礎(chǔ)上梳理了近年來橫向結(jié)的精細(xì)可控合成、電子結(jié)構(gòu)調(diào)制與光學(xué)性能調(diào)控、新結(jié)構(gòu)高性能邏輯器件與光電器件的原型器件和應(yīng)用，并對困擾業(yè)界多年的橫向結(jié)器件獨(dú)特性能優(yōu)勢、最優(yōu)橫向結(jié)器件的結(jié)寬標(biāo)準(zhǔn)等爭論焦點(diǎn)給與系統(tǒng)梳理，并為未來此類芯片新材料橫向結(jié)的發(fā)展給出了系統(tǒng)分析和前景展望（圖2）。

圖1 橫向?qū)訝畎雽?dǎo)體結(jié)的總體研究框架

圖2 層狀半導(dǎo)體橫向結(jié)的核心研究脈絡(luò)和廣闊發(fā)展前景

本工作圍繞橫向?qū)訝畎雽?dǎo)體結(jié)的可控合成、多維度性能調(diào)控與高性能器件制備，以“基于層狀半導(dǎo)體橫向結(jié)的新型電子器件應(yīng)用（Lateral layered semiconductor multijunction for novel electronic devices）”為題，于4月28日在線發(fā)表在國際材料領(lǐng)域高影響力期刊《皇家化學(xué)會評論》（Chemical Society Reviews）上。

清華大學(xué)材料學(xué)院2021級博士研究生張思勉和鄧曉楠為論文共同第一作者，材料學(xué)院王琛助理教授、李正操教授和物理系熊啟華教授為本文的共同通訊作者，材料學(xué)院呂瑞濤副教授、劉鍇副教授也對本工作給予了大力支持，相關(guān)研究工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金和清華-佛山創(chuàng)新專項(xiàng)基金的支持。

清華大學(xué)材料學(xué)院王琛助理教授課題組致力從芯片新材料與后摩爾集成芯片兩個端口，多維度開展新型半導(dǎo)體材料、芯片互聯(lián)材料、下一代半導(dǎo)體工藝、新原理高性能器件、多源異質(zhì)集成微系統(tǒng)和新一代芯片的系統(tǒng)性基礎(chǔ)研究和融合性應(yīng)用研究。材料學(xué)院李正操教授課題組長期致力于材料設(shè)計(jì)與輻照效應(yīng)、核能材料與系統(tǒng)安全等的研究。物理系熊啟華教授課題組長期致力于凝聚態(tài)光譜學(xué)、超快光譜學(xué)、微腔增強(qiáng)光-物質(zhì)相互作用、光子學(xué)和光電子學(xué)器件的研究。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1039/D1CS01092A