5月9日，Advanced Materials（《先进材料》）在线发表了武汉大学物理科学与技术学院何军教授课题组有关III-V族半导体制备的最新研究成果。文章题目为：“Van der Waals epitaxial growth of ultrathin indium antimonide on arbitrary substrates through low-thermal budget”。物理科学与技术学院为文章第一署名单位，何军教授、文耀副研究员为文章通讯作者，博士生熊自仁为第一作者。。

随着硅基晶体管技术不断发展，其功率密度提升面临瓶颈。将高迁移率材料（如III-V半导体，包括铟砷、铟镓砷和铟锑）集成到CMOS电路中成为一种有前景的解决方案。III-V半导体具备出色的物理特性，包括极高的迁移率、高频响应、探测灵敏度强以及优异发光特性等，使其在超越硅基电子器件应用中具有优势。然而，传统的III-V半导体异质外延受限于严格晶格、热以及极化匹配，并且其金属成分饱和蒸汽压较低，在制备过程中需要极端真空和高温条件，这阻碍了III-V半导体与柔性衬底以及硅基电路的原位兼容性。

何军教授团队首次提出了一种新颖方法——采用低温范德华（vdW）外延技术，在多种衬底上成功制备了二维InSb单晶，其厚度仅2.4 nm。值得注意的是，在硅基衬底和柔性聚酰亚胺衬底上都实现了二维InSb原位生长。二维InSb生长所需温度（240°C）与微电子行业硅基集成后端工艺（＜400°C）相兼容。基于二维InSb构建的场效应晶体管（FET）器件表现出10⁸以上开/关比，并呈现出超低关态电流（小于10^-13A）。此外，二维InSb展现p型输运行为，并且室温下场效应空穴迁移率达到203 cm²v^-1s^-1。这项研究为二维III-V半导体异质集成开辟了新的途径，并推动其在柔性电子领域中的应用发展，为调控二维尺度下的III-V半导体提供了平台，同时也为CMOS电路器件小型化开辟了一条新的路径。

该工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目经费的支持。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202402435