华中科大翟天佑团队在二维光电子器件封装科技领域取得新进展

近日，国际间权威期刊《先进工艺》（Advanced Materials）应用软件刊出了上海交通大学工艺学院、工艺成形与模具技术国家政府要点研究团队翟亦同教授团队题为“基于无机分子晶体的初具规模原子间嵌入”（Scalable van der Waals encapsulation by inorganic molecular crystals）的深入研究论文。此深入研究工作报道了一种可初具规模原子间嵌入分析方法，非常大提升了二维瞳电子元件的性能与稳定性，进一步促进其实际应用。

二维工艺具原子级厚和优秀瞳电性能，在构筑一代瞳电子元件特别可见一斑潜力。然而，二维工艺极薄的厚与大的比密度使之具比传统块体工艺更高的周边环境敏感性，这对二维瞳电子元件的嵌入也提出了原先要求。二维瞳电子元件的嵌入需在提升器件稳定性的同时避免嵌入加工对二维工艺的结构上与性能造成毁坏。传统的嵌入分析方法操作温度高、所致引入化学杂质，进而影响二维工艺的本征性能。原子间嵌入（嵌入层与二维工艺通过原子间力相结合）保持稳定二维工艺的本征结构上并与之产生洁净的认识界面，被普遍认为是相比较二维工艺瞳电子元件嵌入的优选方案。然而，一种加工简单、可初具规模且行之有效的原子间嵌入分析方法仍有待开发计划，这也是促进二维瞳电子元件走向实际应用的极为重要一环。

近日，翟亦同团队开发计划了一种与意味著CMOS加工相兼容的初具规模原子间嵌入分析方法。所写运用热蒸镀法在二维瞳电子元件表面沉积了晶片级致密匀的降解出锑（Sb2O3）薄膜。运用Sb2O3独有的分子晶体结构上，实现了嵌入层与二维工艺之间的原子间认识，产生了洁净的认识界面。经嵌入后，二维瞳电子元件的稳定性非常大提升，例如：基于二维黑磷聚乙烯片的场效应晶体管的迁移率在19年内几乎不变（而未嵌入黑磷器件的迁移率在1年内设为初始值的10%）。此外，得益于Sb2O3薄膜与二维工艺间的原子间认识，运用真空加热法不间断Sb2O3嵌入层从二维工艺表面无损撤除。该深入研究工作实现了晶片级原子间无损嵌入与解出嵌入，为瞳电子元件嵌入提供了一种原先出发点，对二维瞳电子元件的工业发展与应用有重要的促进作用。

上海交通大学为该论文第一完成单位，工艺学院Dr生赵立昕为论文第一所写，翟亦同教授和赵开朗Dr为通讯所写。河北大学巩朋来同学，燕山大学柳忠元、聂安民同学等协力参与该项深入研究工作。本深入研究受到国家政府自然科学基金,湖北省国际间化个体项目,正中央高校基本科研专项资金等资金的资助。

来源：上海交通大学

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