王铄 王文辉 吕俊鹏 倪振华

(东南大学物理学院, 南京 211189)

1 引 言

低维纳米材料和纳米结构表现出独特的电学、光学和磁学等物理性能, 具有重要的研究价值.以石墨烯为代表的二维层状材料具有优异的物理和化学性能, 在半导体电子器件、能源储存与转化等方面已经初步显示了良好的社会价值和经济效益[1−6].相对于块体材料, 二维材料具有以下优势:二维材料具有纳米级厚度, 这使得半导体器件的短沟道效应被有效抑制, 可缩小器件尺寸, 降低功耗[7−9].二维材料具有优异的输运特性, 石墨烯、黑磷等二维材料具有极高的载流子迁移率, 这使得基于这些二维材料的半导体器件可实现超快响应[10].二维材料具有导体、半导体、绝缘体、磁体等完备的器件组成基本基元, 可以制备逻辑、储存、光电和光子器件[11−15].二维材料与传统硅基器件的加工技术兼容, 可实现二维器件的规模化、高集成度应用[16−18].近年来, 二维材料器件向着小型化、高度集成化进一步发展, 由于大面积二维材料是保证高度集成器件结构连续性的前提, 例如在电子和光电子学的应用中, 高度集成器件对与硅基微制造工艺兼容的二维材料晶圆级连续薄膜具有广泛的需求, 通过将大面积的二维薄膜图案化形成阵列, 可以在单个基板上直接制造一系列功能器件, 用于大规模集成[19], 因此大面积二维材料薄膜的生长具有重要意义并受到了广泛关注.

在利用化学气相沉积方……