二维半导体材料凭借独特的物理性质和广泛的应用潜力，已成为材料科学与微电子领域的研究焦点。但从实验室走向产业化，二维半导体长期受到关键技术瓶颈制约。东南大学物理学院教授王金兰表示，产业化制备主要面临两大难题：一是需要大尺寸、低对称性的衬底作为外延生长模板，才能让薄膜沿特定方向有序生长；二是二维材料厚度仅为原子级，对生长动力学条件极为敏感，工艺参数的细微波动就可能显著拉低生长质量。这两点长期限制了二维半导体的规模化生产。 针对这些问题，东南大学王金兰团队与南京大学王欣然团队联合开展研究，制备过程中创新性引入氧气参与反应。团队设计了新的预反应腔结构，使氧气与前驱体在高温下充分预反应。该方案通过氧气参与有效降低后续反应的能量障碍，使前驱体反应速率较传统方法提升1000倍以上。 这个改进带来显著的工艺提升。在新方案下，二硫化钼晶畴生长速度明显加快，平均尺寸由传统工艺的百纳米级提升至数百微米级，实现数量级跨越。更关键的是，晶畴可沿特定晶向有序排列，形成高质量单晶结构。同时，新工艺抑制了含碳中间体生成，从源头缓解了传统工艺中的碳污染问题。 对应的成果已于1月30日发表在国际顶级学术期刊《科学》上，说明了我国在二维半导体基础研究与工艺开发上的进展。业界专家认为，该突破不仅回应了二维半导体大面积均匀生长的量产难题，也为其在集成电路、柔性电子器件、传感器等领域的规模化应用提供了重要材料支撑。 从产业视角看，二维半导体具备超薄、性能优良、易于高密度集成等特点，在后摩尔时代的芯片设计中具有应用价值。此次技术进展表明，我国在该前沿方向的自主创新能力继续增强，有望带动新一代信息技术产业竞争力提升。
从“能长出高质量材料”到“能以工程化方式稳定制备大尺寸单晶”，是新材料迈向产业化的关键一步；此次6英寸二维半导体单晶量产关键技术取得实质性突破——既回应了产业痛点——也提醒我们：只有把关键工艺打磨到位、把质量控制落实到细节，前沿材料才能走出论文，进入生产线与真实应用场景，为未来信息产业打开更大的空间。