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[发布] 二维半导体材料的研究前景?

楼主
发表于 2017/4/5 15:53:05 | 只看该作者

2004年graphene发现以后,2D materials的研究立刻进入火热状态,直到今天已经有十年之久,对于二维半导体材料,例如像graphene,WS2,MoS2。。。。的device研究还有什么前景呢?

1 楼
发表于 2017/4/5 | 只看该作者

唔,困惑了我很久很久的问题,抛砖引玉,个人持中立态度。虽然,现在学术界大家都在想着给工业化生产铺路,但是更多的人,还是乐意避难求易,要么用机械剥离追求新型器件,更高的性能,要么就是用CVD长各类新材料(这一块我不是很了解,若是有误请指教)。我们组主要就是集中在研发过渡金属硫化物二维半导体材料的新型器件。学界里,新兴的实验室一直在鼓吹我的器件有多牛,多么独特的性能;而传统的从si基材料走过来,或者正在做IC的教授们从炭基材料开始就对这些新玩意儿不感冒,觉得没前景。工业上,一些大大大公司有实力去支持实验室做前期研发的,都在行动,谁也不希望在起步的时候就没跟上,但这些器件也都是实验室阶段(大学实验室哦,还不是企业实验室)。不要和我提石墨烯网球拍,石墨烯灯泡。。。。。而一些新兴的高科技公司,打着石墨烯的旗号,主要还是原材料的生产,或者利用物理吸附啊那些性能,和咱们不是一个方向上的(若是有同行知道哪个公司,在搞二维电子器件的研发,告我,马上我就去应聘)。咱们的目标是在工业上实现二维集成电路,进军si基市场,甚至取代之。很可惜的是,我现在就是实验室里的小硕一枚,对于工业的了解,都是道听途说的,实在没有渠道更没有能力自己去下这个判断。但,有一点可以肯定的是,在工业上的应用再等一个十年能出来,我也会很开心的。私心里,还是希望他能慢慢长大,变成一个顶天立地的汉子。这样也不枉费我嫁给他,耗费了最美的年华。2015/8/5 22:00 补充推荐一个MOOC课,edx里搜索ChalmersX: ChM001x Introduction to Graphene Science and Technology,里面预测5-10年内可以实现商业应用,还是好乐观的哈。老师是在国外当研究员的中国人,英语超级慢,肯定能听懂


2 楼
发表于 2017/12/12 | 只看该作者

首先更正下题干,石墨烯Graphene不属于半导体,科学上定义石墨烯是半金属材料。    
关于TMDC的如MoS2 WS2 WSe2以及黑磷等二维材料,其半导体性质的device研究主要集中在以下方面:  
1.高性能的场效应晶体管FET,依据生长方式的优化,迁移率能达到100cm2/Vs量级,二维材料作为半导体,在沟道长度10nm以下有着超越单晶硅的优势。详见我之前的文章后摩尔定律时代的CPU材料。

2.基于PN结的高性能光探测器photodetector,依据材料不同可以制备不同探测波长的photodetector,可填补传统材料探测波长的空白。

3.Phototransistor,这是最近火热的方向,将发光器件和控制开关transistor集成在同一device上,最大的好处是将来有望增加显示屏的开口率,实现超高分辨的显示器件。

4.PN 同质、异质结的器件物理,电子传输的研究。

5.其他类传感器

现在制约二维材料的核心问题还是材料生长,无法得到大面积高性能的二维材料。使得二维材料热了这么多年也没有走出实验室。

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