10月23日，学部2012届硕士毕业生、现南京大学副教授李涛涛团队在国际上率先实现6英寸二维过渡金属硫族化合物半导体单晶的量产化制备。相关成果以“Robust epitaxy of single-crystal transition-metal dichalcogenides on lanthanum-passivated sapphire”为题，发表于Science期刊。李涛涛校友为论文共同通讯作者。
图1 研究成果在Science期刊发表
二维半导体是延续摩尔定律的理想材料，但其产业化长期受困于大尺寸、高质量单晶制备难题。李涛涛团队创新性地提出“稀土原子表面修饰”技术，通过在蓝宝石衬底表面构建镧单原子层，打破表面对称性，引导二维半导体沿同一方向外延生长，从而实现晶圆级单晶制备。该技术具备良好的重复性、稳定性和普适性，成功将普通蓝宝石“点石成晶”。
图2 镧修饰的蓝宝石衬底上实现二维半导体单晶外延
基于该技术，团队利用量产化的金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺，一举实现了6英寸二硫化钼、二硫化钨等四种典型二维半导体单晶的制备。材料表现出优异的均一性和电学性能，MoS2和WSe2的平均迁移率高达110cm2·V-1·s-1和131cm2·V-1·s-1。单晶尺寸、器件性能同步刷新记录，实现大尺寸与高质量兼得。
图3 6英寸二维半导体单晶晶圆系列
据悉，李涛涛于2005年考入我校材料学部金属材料工程系，2009年攻读硕士学位，师从吴隽教授。2021年于南京大学获得材料科学与工程博士学位。先后在中国科学院西安光学精密机械研究所、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、新加坡南洋理工大学、南京大学从事科研和访学工作。
