WS₂ 基础物性
过渡金属二硫族化物（TMD）成员
单层为直接带隙半导体，带隙约 2.0–2.1 eV
自旋轨道耦合（SOC）较强，弱于 WSe₂
电子结构中存在强束缚激子，对环境介电响应敏感
相比 MoS₂、WSe₂，更适合高电流密度应用
[呃R]CMOS 与器件应用定位
本征 n 型，适合 nMOS 沟道
强光吸收，适用于光电探测器
可与 h-BN、石墨烯组成高质量范德瓦尔斯异质结
在低功耗、高频器件中具优势，尤其与硅或其他二维材料集成
[棒R]高温、高电流稳定性优于 MoS₂
材料核心要求
层厚精准控制：单/双层，波动 ≤ ±1 层
高晶体质量：低硫空位、低缺陷、少杂质
可控掺杂策略，提升电子迁移率
低接触电阻：优化金属/半导体界面
低界面态密度：栅介质–WS₂ 界面
低温工艺兼容，适于 BEOL 集成
选择 WS₂ 的理由
直接带隙适中，利于低漏电、高开关比
迁移率潜力高，部分条件可比肩 MoS₂
高电流、高温环境更稳定
SOC 适中，适合自旋/谷电子学研究
优异光电性能，适用于探测器与新型电子器件
主要挑战
接触电阻偏高，需优化金属选择与工艺
电荷调控手段有限，掺杂仍需改进
室温迁移率受缺陷与界面散射限制
大面积均匀性差，CVD/MBE 晶界问题显著
高温工艺下稳定性不足，易产生缺陷
研究进展参考
生长工艺：CVD/MBE 已实现大面积单层，单晶持续优化
接触工程：Pd/Pt 等高功函数金属、石墨烯插层可降阻
器件演示：n-FET、光电探测器等已验证其高频低功耗潜力
功能拓展：光电、热电、自旋等效应研究持续推进
未来研究方向
优化 n 型掺杂与电荷调控
建立低接触电阻标准工艺，提升低温兼容性
提升大面积单层质量，改进 CVD/MBE 技术
建立器件统计与可靠性评估体系
#科研学习 #二维材料 #材料物理 #科研学习 #去我的收藏夹吃灰吧 #生化环材
过渡金属二硫族化物（TMD）成员
单层为直接带隙半导体，带隙约 2.0–2.1 eV
自旋轨道耦合（SOC）较强，弱于 WSe₂
电子结构中存在强束缚激子，对环境介电响应敏感
相比 MoS₂、WSe₂，更适合高电流密度应用
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本征 n 型，适合 nMOS 沟道
强光吸收，适用于光电探测器
可与 h-BN、石墨烯组成高质量范德瓦尔斯异质结
在低功耗、高频器件中具优势，尤其与硅或其他二维材料集成
[棒R]高温、高电流稳定性优于 MoS₂
材料核心要求
层厚精准控制：单/双层，波动 ≤ ±1 层
高晶体质量：低硫空位、低缺陷、少杂质
可控掺杂策略，提升电子迁移率
低接触电阻：优化金属/半导体界面
低界面态密度：栅介质–WS₂ 界面
低温工艺兼容，适于 BEOL 集成
选择 WS₂ 的理由
直接带隙适中，利于低漏电、高开关比
迁移率潜力高，部分条件可比肩 MoS₂
高电流、高温环境更稳定
SOC 适中，适合自旋/谷电子学研究
优异光电性能，适用于探测器与新型电子器件
主要挑战
接触电阻偏高，需优化金属选择与工艺
电荷调控手段有限，掺杂仍需改进
室温迁移率受缺陷与界面散射限制
大面积均匀性差，CVD/MBE 晶界问题显著
高温工艺下稳定性不足，易产生缺陷
研究进展参考
生长工艺：CVD/MBE 已实现大面积单层，单晶持续优化
接触工程：Pd/Pt 等高功函数金属、石墨烯插层可降阻
器件演示：n-FET、光电探测器等已验证其高频低功耗潜力
功能拓展：光电、热电、自旋等效应研究持续推进
未来研究方向
优化 n 型掺杂与电荷调控
建立低接触电阻标准工艺，提升低温兼容性
提升大面积单层质量，改进 CVD/MBE 技术
建立器件统计与可靠性评估体系
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