NANO编辑优选：光电子学领域的二维WS2单层制备方法和研究进展
本篇研究来自南京邮电大学晏善成课题组。在这篇综述中，我们详细分析了单层WS₂的合成方法，讨论了每种技术的优点，包括ALD在较低温度下实现的均匀生长，以及CVD生成大面积、高质量单层的能力。此外，我们还回顾了WS₂在场效应晶体管 (FET)、光电探测器和逻辑器件等各种电子和光电应用中的性能。综述表明在薄膜均匀性、与当前半导体工艺的兼容性以及基于WS₂器件的长期稳定性方面的不断改进，为二维WS₂从实验室环境过渡到实际应用指明了一条大有可为的道路。 文章介绍 2D WS2 monolayer preparation method and researchprogress in the field of optoelectronicsadaf2a Zhihan Jin（靳知翰）, Hao Liu（刘昊）, Tianci Huang（黄天赐）, Liping Chen（陈丽萍）, Chee Leong Tan（陈子龙）, Kaili Wang（汪凯丽） and Shancheng Yan（晏善成） 通讯作者： 晏善成，南京邮电大学 研究背景： 二维过渡金属二卤化物（2D TMDs）因其优异的电子和光电特性（如高载流子迁移率和可调带隙）而引起了材料科学领域的极大兴趣。尽管已经对各种 TMD 进行了广泛的研究，但在了解合成方法及其对单层二硫化钨（WS₂）在光电器件中的实际应用的影响方面，仍然存在很大的差距。这一差距至关重要，因为将WS₂有效地应用于商业领域依赖于建立可靠的合成技术，以保证材料的高质量和均匀性。 研究内容： 在概述二维过渡金属硫化物（WS₂）的结构特性、制备方法以及其在光电器件领域的重要性之后，本论文全面梳理了当前 WS₂ 单层制备技术与光电器件的研究成果。文中深入解析了机械剥离、原子层沉积（ALD）和化学气相沉积（CVD）这三种核心制备手段的原理、优势及应用场景，指出机械剥离法虽操作简便，但在获取大面积均匀单层方面存在局限；ALD 法能够在低温条件下实现均匀生长，但对设备要求苛刻；而 CVD 法由于其出色的可控性和可扩展性，成为研究热点。 随后，论文聚焦 WS₂ 在场效应晶体管（FET）、光探测器以及异质结器件等光电器件中的应用，深入剖析其在提升器件性能和拓展功能方面的独特贡献。此外，论文还阐述了 WS₂ 在新型逻辑器件领域的应用潜力，如助力构建非冯诺依曼架构、推动忆阻器及类脑计算器件的发展等，彰显其在电子与光电子器件创新进程中的关键作用。最后，论文在综合现有研究成果的基础上，明确指出 WS₂ 从实验室迈向工业规模应用所遭遇的瓶颈，如薄膜均匀性与质量的优化、制备成本的削减、与既有半导体工艺的兼容性，以及器件长期稳定性和可靠性的保障等问题，并展望了未来通过跨学科协同，整合材料科学、纳米技术与微电子工程等多领域知识，驱动 WS₂…
