在芯片技術領域，一項來自國防科技大學與中國科學院金屬研究所聯合研究團隊的新成果引發關注。該團隊在新型高性能二維半導體晶圓級生長和可控摻雜方面取得關鍵進展，相關研究論文已在線發表于國際頂級期刊《國家科學評論》，為后摩爾時代自主可控的芯片技術發展提供了重要支撐。
后摩爾時代，芯片材料的選擇成為技術突破的關鍵。原子級厚度的二維半導體憑借遷移率高、帶隙可調、柵控能力強等特性，被視為芯片材料的核心候選。然而，現有二維半導體材料體系存在明顯的結構性失衡問題：晶格缺陷誘導的自發電子摻雜和費米能級釘扎效應，導致N型材料數量多且性能優良，而P型材料不僅數量少，性能也相對較差。這一矛盾成為制約二維半導體在芯片領域大規模應用的重要因素。
為解決這一難題，研究團隊創新性地提出以液態金/鎢雙金屬薄膜為襯底的化學氣相沉積方法。通過這一方法，團隊成功實現了晶圓級、摻雜可調的單層WSi2N4（氮化鎢硅）薄膜的可控生長。實驗數據顯示，新制備方法將二維材料的單晶區域尺寸提升至亞毫米級別，生長速率較已有文獻報道值提高約1000倍，顯著提升了材料制備的效率和質量。
在性能測試中，單層WSi2N4展現出優異特性。其空穴遷移率高、開態電流密度大，同時具備高強度、良好散熱性能以及穩定的化學性質。這些特性使其在同類二維材料中脫穎而出，尤其在晶體管性能方面表現突出。研究團隊認為，單層WSi2N4的綜合性能為二維半導體在CMOS集成電路中的應用開辟了新路徑，有望成為后摩爾時代芯片技術的關鍵材料之一。
