在芯片技术领域，一项来自国防科技大学与中国科学院金属研究所联合研究团队的新成果引发关注。该团队在新型高性能二维半导体晶圆级生长和可控掺杂方面取得关键进展，相关研究论文已在线发表于国际顶级期刊《国家科学评论》，为后摩尔时代自主可控的芯片技术发展提供了重要支撑。
后摩尔时代，芯片材料的选择成为技术突破的关键。原子级厚度的二维半导体凭借迁移率高、带隙可调、栅控能力强等特性，被视为芯片材料的核心候选。然而，现有二维半导体材料体系存在明显的结构性失衡问题：晶格缺陷诱导的自发电子掺杂和费米能级钉扎效应，导致N型材料数量多且性能优良，而P型材料不仅数量少，性能也相对较差。这一矛盾成为制约二维半导体在芯片领域大规模应用的重要因素。
为解决这一难题，研究团队创新性地提出以液态金/钨双金属薄膜为衬底的化学气相沉积方法。通过这一方法，团队成功实现了晶圆级、掺杂可调的单层WSi2N4（氮化钨硅）薄膜的可控生长。实验数据显示，新制备方法将二维材料的单晶区域尺寸提升至亚毫米级别，生长速率较已有文献报道值提高约1000倍，显著提升了材料制备的效率和质量。
在性能测试中，单层WSi2N4展现出优异特性。其空穴迁移率高、开态电流密度大，同时具备高强度、良好散热性能以及稳定的化学性质。这些特性使其在同类二维材料中脱颖而出，尤其在晶体管性能方面表现突出。研究团队认为，单层WSi2N4的综合性能为二维半导体在CMOS集成电路中的应用开辟了新路径，有望成为后摩尔时代芯片技术的关键材料之一。
