西湖大学工学院孔玮团队提出蓝宝石基底上单晶二硫化钼外延生长的界面原子机制

西湖大学工学院孔玮团队提出了一种新策略，实现了在商用绝缘体衬底上外延生长单晶二硫化钼（MoS₂），为二维半导体的大规模工业化应用提供了材料基础。该研究通过集成微分相衬扫描透射电子显微镜（iDPC-STEM）技术，首次在原子尺度上精确解析了生长界面的原子构型，发现界面处存在周期性的三氧化钼（MoO3）分子层，这一发现与先前关于表面终止和界面原子构型的报道存在本质差异。研究还发现，MoO3中间层通过促进电荷转移，增强了MoS₂与衬底的相互作用，并在生长表面形成独特的一重对称性原子排列，从而促进MoS2畴的单向对齐。这一研究为理解过渡金属硫族化合物（TMDCs）与α-Al2O3衬底界面原子级表征提供了直接实验证据，为未来的2D材料工程提供了更加灵活和可控的策略。