硅基晶体管在10纳米以下技术节点上的规模化面临着挑战，对于下一代纳米电子学，具有原子厚度和悬空无键表面的高迁移率二维（2D）层状半导体有望作为沟道材料，以实现更小的沟道尺寸、更少的界面散射和更有效的栅场穿透。然而，2D电子技术的进一步发展受到一些因素的阻碍，例如缺乏具有原子平面和悬空无键表面的高介电常数（κ）电介质。鉴于此，来自北京大学化学与分子工程学院的Hailin Peng等人开发了一种简单的单晶高κ（κ约为16.5）范德华层状电介质Bi₂SeO₅的合成。

文章要点：

1) 该研究成功证实，厘米级的Bi₂SeO₅单晶可以有效地剥离成原子级的纳米片，尺寸为250 × 200 μm2，且厚度薄如单层；

2) 此外，使用这些Bi₂SeO₅纳米片作为电介质和封装层，诸如Bi₂O₂Se、MoS₂和石墨烯的2D材料展现出了改进的电子性能，例如，在2D Bi₂O₂Se中，观察到了量子霍尔效应，且载流子迁移率在1.8 K达到470000 cm²·V⁻¹·s⁻¹，这一发现拓展了电介质的领域，为降低2D电子和集成电路中的栅极电压和功耗开辟了新的可能性。

参考资料：

Zhang, C., Tu, T., Wang, J. et al. Single-crystalline van der Waals layered dielectric with high dielectric constant. Nat. Mater. (2023).

DOI: 10.1038/s41563-023-01502-7

https://doi.org/10.1038/s41563-023-01502-7