简单、高效、多功能！新型二维器件快速制备装置

基于一种多功能系统的二维纳米器件高效制备 

梁亚春, 焦陈寅, 肖飞, 朱健凯, 徐博, 文婷, 伍松, 任子明, 韦学勇, 陈滢, 贾浩, 夏娟, 王曾晖.  

中国科学：信息科学，DOI：10.1360/SSI-2021-0317

工欲善其事，必先利其器。在基于新型材料的信息器件的探索研究中，简单、高效、多功能的样品制备装置能够使研究者们迅速地实现一系列新型器件结构并加以分析，而不必每次都经过复杂的一道道标准工艺才能得到测试样品。这对提高探索性实验的效率有很大的帮助作用。

近年来，原子级厚度的二维层状晶体材料具有丰富的物理特性，在新型微纳米器件领域展现出重要的发展潜力，相关的器件制备和性能研究也引起了广泛的关注。二维材料微纳米器件的制备需要经过二维材料的转移及金属电极的淀积等一系列过程。然而，在传统的制备流程中所涉及多步工艺需要用到诸多不同设备，如二维材料转移对准系统、电子束曝光系统，或是光刻系统，而且往往在一些步骤中涉及有机溶液处理，有可能会对样品带来一些不利的影响。

针对这一问题，电子科技大学、西安交通大学、中科院上海微系统所的研究者们设计展示了一种能够实现二维材料微纳米器件制备的多功能系统，该系统不仅可以实现二维材料的高效转移，而且可以直接进行金属电极的准确淀积，并且整个加工流程不涉及溶液处理，具有操作方便、效率高、样品污染少等优点。基于该多功能系统，研究者们成功制备出了二硫化钼场效应晶体管并对器件进行了光学表征和电学性能测试，展现了这一系统在高效制备微纳器件方面的潜力。

这一研究成果即将发表在《中国科学：信息科学》上，研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持，并已经申请国家发明专利。

图1  二维材料微纳米器件制备的多功能系统结构示意图

图2  基于多功能系统的二维材料干法转移原理示意图

图3  基于多功能系统的金属电极淀积原理示意图

图4  二维材料与干法转移的Graphene/h-BN/ MoS2异质结结构及晶体管显微镜照片

图5  采用多功能系统制备的二维Graphene/h-BN/MoS2异质结晶体管及拉曼光谱成像照片

图6   二维半导体材料MoS2晶体管性能测试图

主要作者简介

梁亚春，

电子科技大学，博士毕业生

韦学勇

西安交通大学，教授

贾浩

中国科学院上海微系统与信息技术研究所，副研究员

王曾晖

电子科技大学，教授

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