第一作者：Zhaoyang Lin

通讯作者：段镶锋、黄昱

通讯单位：加州大学洛杉矶分校

研究亮点：

1. 发展了一种改良的液相制备高品质纯相MoS₂的新策略。

2. 构建了大面积的高性能薄膜晶体管电子器件。

以MoS₂为代表的二维半导体材料自问世以来，就备受推崇，尤其是在电子、光电以及催化领域，大有与石墨烯分庭抗礼之势。

要实现规模化应用，关键前提还在于可控的溶液相制备方法。虽然广大科研工作者开发了一个又一个制备策略，譬如液相剥离、锂插层化学等，或多或少都存在导电性不好，尺寸不均匀等问题。

有鉴于此，加州大学洛杉矶分校段镶锋/黄昱夫妇发展了一种全新的全新的液相制备高品质纯相MoS₂等二维半导体纳米片的新策略，并实现了大面积的高性能薄膜晶体管电子器件的构建。

图1. MoS₂纳米片制备策略

研究人员通过精确控制插层化学，将常规使用的锂离子替换为季铵盐阳离子THAB，成功制得纯相的尺寸均匀的半导体性质2H-MoS₂纳米片。这种液相制备方法广泛适用于MoS_2、WSe₂, Bi₂Se₃, NbSe₂, In₂Se₃,Sb₂Te₃以及黑磷等多种二维材料。

基于此构建的薄膜晶体管室温迁移率高达10 cm² V^-1 s^-1，开关比为10⁶，这是目前基于MoS₂薄膜晶体管的最佳性能。在大面积薄膜晶体管的基础上，研究团队进一步开发了各种优异的逻辑门和计算回路。

总之，这项工作发展了一种全新的液相制备高品质二维半导体的新策略，并构建了大面积的高性能薄膜晶体管电子器件。

图2. MoS₂纳米片的结构表征

图3. 半导体化纯相MoS₂纳米片的剥离

图4. 大面积溶液制程薄膜晶体管

图5. 逻辑门和计算回路

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参考文献：

Zhaoyang Lin, Yu Huang, Xiangfeng Duan etal.Solution-processable 2D semiconductors for high-performance large-areaelectronics. Nature 2018.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0574-4