晶圆级生长已经成为范德华（vdW）层状二维（2D）材料在高端电子和光电子领域扩大应用的关键瓶颈。大多数vdW 2D材料最初是通过自上而下的合成方法获得，例如剥离法，这种方法只能制备微米级的小片。自下而上的生长可以实现大面积的2D片状生长。然而，如何将这些薄片无缝地结合成具有良好控制的层厚和晶格取向的大面积连续薄膜仍然是一个巨大的挑战。
近日，阿卜杜拉国王科技大学Husam N. Alshareef综述了具有代表性的vdW层状2D材料的结构、性能、晶圆级生长方法和应用的研究进展。
文章要点
1）研究人员首先简要概述了这些2D vdW层状材料，并讨论了它们的晶格结构和基本物理性质。接下来，总结了2D vdW层状材料晶圆级生长方法的现状和最新进展，包括管式化学气相沉积（Tube-CVD）、金属-有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）、原子层沉积（ALD）、脉冲激光沉积（PLD）、溅射、溶液工艺以及这些工艺的组合。
2）作者总结了晶圆级生长高质量单晶薄膜的一些策略，包括：i）孤立畴（GID）的生长；ii）单向畴的生长（GUD）；iii）取向前驱体(COP)的转化。在总结了这些策略之后，提供了一些由2D材料生长实现的相关器件和功能集成应用的研究。
3）作者最后展望了晶圆级2D vdW薄膜的未来研究方向。
参考文献
Xiangming Xu, et al, Growth of Two-Dimensional Materials at the Wafer Scale, Adv. Mater., 2021
DOI: 10.1002/adma.202108258
https://doi.org/10.1002/adma.202108258
