二维半导体材料作为新兴材料，由于具有原子级厚度、超平整表面、超高载流子迁移率和优异的栅控能力等优点，被认为是最有希望扩展摩尔定律（Moore's law）的晶体管沟道候选材料之一。互补型晶体管（CMOS）和范德华结是实现二维半导体基集成电路的关键。然而，由于界面电荷杂质和内部结构缺陷引起的强电子掺杂作用，目前已报道的二维半导体以n型居多。相比之下，以空穴为多数载流子、优良可靠的p型二维半导体仍然十分稀缺。不仅如此，在晶圆级和高质量的可控合成、缺陷和载流子的调制、界面和接触的优化以及在高速和低功耗集成器件中的应用等方面，还有许多问题未得到充分解决。

近日，Advanced Materials（Adv. Mater., IF=32.086）刊登了本课题组的邀请综述《P-Type 2D Semiconductors for Future Electronics》，回顾了材料工具包、合成策略、器件基础和数字电子的研究进展，分析了开发高性能、高稳定性的新型p型二维半导体材料的瓶颈问题，点明了P型二维半导体的机会、挑战和未来电子学应用前景。

该综述还指出，从历史的角度来看，二维半导体仍处于起步阶段。与碳纳米管等较早成熟的一维半导体相比，它面临着更多的挑战，但也有突出的机遇和前景。通过不断解决问题，包括预测（高迁移率和稳定性）、合成（低温、晶片规模、低缺陷密度）、调节（可调空穴载流子浓度和低接触电阻）、应用（高迁移率和陡峭亚阈值摆幅晶体管）和集成（垂直CMOS、柔性电子学和可植入电子学），p型二维半导体可以更加充分体现二维半导体在未来电子学领域的价值和优势，涵盖移动通信与信息、大数据、智能交通、医疗卫生、多功能传感器等领域。二维半导体能否会带来革命性的变化或超越Si基还很难定论。尽管如此，它们仍是最有希望扩展或超越摩尔定律的候选者之一。

熊云海、许多、冯一平为第一作者，张光杰（国家纳米中心）、林沛（郑州大学）、陈翔教授（南京理工大学）为通讯作者。

全文地址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202206939

P型二维半导体家族

P型二维半导体材料的挑战、策略和前景