与传统三维硅（Si）晶片的制造策略相比，二维过渡金属二硫化物（TMD）层由于其极高的机械公差和较小的厚度以及范德华力（vdW）能够吸引的松弛装配要求而具有明显的优势。因此与当前可用的晶片处理方案兼容的方式来制造具有可控化学性质和形态的2D TMD层具有重要意义。这需要开发一种“自动化”工艺，以确保以可控和可持续的方式将晶圆级2D TMD层精确集成到目标基板上。同时，该集成过程可以不用考虑2D TMD晶体学层方向如何（即水平或垂直对齐）。

有鉴于此，中佛罗里达大学，韩国基础科学研究所Yeonwoong Jung报道了一种通用且可持续的方法，可以在异质衬底上制造具有任意化学成分和晶体学取向的晶圆级2D TMD层。

文章要点

1）研究人员在“水溶性”单晶盐晶圆上直接生长了各种2D TMD层，并以化学良性方式将它们精确地分层在水中。这种制造策略能够在不敏感其种类和形状的异质衬底上自动集成垂直对齐的2D TMD层以及任意堆叠顺序的2D/2D异质层。原始盐晶圆可以回收再利用，以确保更高的工艺可持续性和可扩展性。

2）研究人员采用其他方法很难在非常规衬底上进行晶圆级2D TMD层的全自动组装。同时，这些晶圆级的2D TMD异质层保留了其固有的材料特性，可实现各种形状系数不同的近原子厚度的器件构建块。

这项研究为利用2D TMD层提供了机会，以实现工业需求规模的具有各种形状因子的大面积机械可重构设备。

Sang Sub Han, et al, Automated Assembly of Wafer-Scale 2D TMD Heterostructures of Arbitrary Layer Orientation and Stacking Sequence Using Water Dissoluble Salt Substrates, Nano Lett., 2020

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c01089

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c01089