單層二硫化鉬低功耗柔性集成電路研究

　　柔性電子是新興技術，在信息、能源、生物醫療等領域具有廣闊的應用前景。其中，柔性集成電路可用于便攜式、可穿戴、可植入式的電子產品中，對器件的低功耗提出了極高的技術需求。相對于傳統半導體材料，單層二硫化鉬二維半導體具有原子級厚度、合適的帶隙且兼具剛性（面內）和柔性（面外），是備受矚目的柔性集成電路溝道材料。然而，推動二維半導體柔性集成電路走向實際應用并形成競爭力，降低器件功耗、同時保持器件性能是關鍵技術挑戰之一。

　　中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心研究員張廣宇課題組器件研究方向近年來聚焦于二維半導體，在高質量二維半導體晶圓制備、柔性薄膜晶體管器件和集成電路等方向取得了重要進展。近年來的代表性工作包括實現百微米以上大晶疇及高定向的單層二硫化鉬4英寸晶圓，進而利用逐層外延實現了層數控制的多層二硫化鉬4英寸晶圓；率先實現單層二硫化鉬柔性晶體管和邏輯門電路的大面積集成；展示單層二硫化鉬柔性環振電路的人工視網膜應用，模擬人眼感光后電脈沖信號產生、傳導和處理的功能。

　　該工作展示了單層二硫化鉬柔性集成電路可以兼具高性能和低功耗，為二維半導體基集成電路的發展走向實際應用提供了技術鋪墊。相關結果近期以Low power flexible monolayer MoS2 integrated circuits為題，發表在《自然-通訊》（Nature Communications 2023； 14, 3633）上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金和中國科學院戰略性先導科技專項（B類）等的支持。該研究由物理所與松山湖材料實驗室聯合完成。