我國科研工作者也立足于二維材料在未來科技領域的巨大應用前景,為搶占二維新興領域的國際制高點,開展了大量的前瞻性基礎和應用研究工作。作為半導體領域的知名核心期刊,《半導體學報》也一直報道國內外該領域的最新發展情況,并及時邀請中科院半導體所李京波研究員和南京大學王欣然教授作為客座編輯,出版了題為“2D Materials and Devices”的專題特刊。李京波小組是國際上最早開展二維半導體材料與器件的研究小組之一,獲得了國際學術界的廣泛關注,其組內核心成員霍能杰博士和楊玉玨博士于2017年3月在《半導體學報》上發表了標題為“ Optoelectronics based on 2D TMDs and heterostructures ”的原創性論文 [5]。該論文系統報道了基于自主研發的二維半導體及其異質結的材料制備方法、隨厚度依賴的光學性能(PL和拉曼)和高性能光電子器件(包括晶體管、光電探測器和光伏電池等)的研究工作,為二維半導體技術的發展起到了一定的促進作用和指導意義。特別是,詳細研究了二維TMDs及異質結的層間耦合作用和量子限制效應對聲子模式和能帶結構的重要影響和內在機制,發現單層TMDs具有直接帶隙結構并表現出卓越的熒光性能(圖1)。
最近,美國麻省理工學院(MIT)的Jeehwan Kim教授于2018年11月在國際頂級期刊Science上發表了題為“ Controlledcrack propagation for atomic precision handling of wafer-scale two-dimensional materials ”的論文 [6],率先開發出一種層分辨率分裂(LRS)技術來生產晶圓規模的單層二維材料,具有使二維半導體技術走向商業化的里程碑式意義。值得注意的是,該Science論文在兩處正面引用了上述《半導體學報》的論文,他們用了大篇幅并采用《半導體學報》報道的實驗結果(即單層WS2的直接帶隙~1.99 eV及強烈的熒光性能(圖1a)),以作為他們成功制備出單層WS2的重要依據之一。這兩處分別為:“ Successful isolation of the WS2 monolayer was confirmed by the substantial enhancement of the peak intensity of the PL spectra (Fig. 2D) at its direct gap of 1.99 eV, as compared with the weak and wide PL characteristic of a thick WS2 layer at its indirect gap of 1.97 eV”和“Wafer-scale monolayer thickness was also confirmed by mapping the PL peak position where peaks are all concentrated at its direct gap of 1.99 eV (Fig. S7)”。