摩爾定律是一項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)建議，它表明，集成電路（IC）中的晶體管數(shù)量每隔幾年就會(huì)翻一番。但是，由于晶體管越來(lái)越小，以至于當(dāng)前的基于硅的技術(shù)無(wú)法提供進(jìn)一步縮小晶體管的機(jī)會(huì)，因此摩爾定律已開始失效。

　　為了延續(xù)摩爾定律，其中一種可能性是求助于二維半導(dǎo)體。這些二維材料非常薄，以至于它們可以允許自由電荷載流子（即電子和載有信息的晶體管中的空穴）沿著超薄平面?zhèn)鞑ァｋ姾奢d流子的這種限制可能潛在地允許非常容易地開關(guān)半導(dǎo)體。它還允許電荷載流子的方向路徑移動(dòng)而不會(huì)發(fā)生散射，因此導(dǎo)致晶體管的電阻無(wú)限小。

　　這意味著從理論上講，二維材料可是的晶體管在其通/斷切換期間不會(huì)浪費(fèi)能源。從理論上講，它們可以非?？焖俚厍袚Q，并且在非操作狀態(tài)下也可以關(guān)閉到絕對(duì)零電阻值。聽起來(lái)很理想，但生活并不理想！實(shí)際上，創(chuàng)建如此完美的超薄半導(dǎo)體仍然存在許多技術(shù)障礙。當(dāng)前技術(shù)的障礙之一是所沉積的超薄膜充滿晶界（deposited ultra-thin films are full of grain boundaries），從而使電荷載流子從其反彈回來(lái)，造成電阻損耗增加。

　　最令人興奮的超薄半導(dǎo)體之一是二硫化鉬（MoS 2），在過(guò)去的二十年中，二硫化鉬的電子性能一直受到研究。然而，事實(shí)證明，獲得沒有任何晶粒邊界（grain boundaries）的超大型二維MoS 2確實(shí)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。使用任何當(dāng)前的大規(guī)模沉積技術(shù)，都已經(jīng)達(dá)到了可接受的成熟度，而無(wú)晶界（grain-boundary-free）的MoS 2對(duì)制造IC至關(guān)重要。然而，現(xiàn)在，新南威爾士大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院（UNSW）的研究人員已經(jīng)開發(fā)了一種基于新沉積方法消除這種晶界的方法。

　　“這種獨(dú)特的功能是在液態(tài)金屬鎵的幫助下實(shí)現(xiàn)的。鎵是一種令人驚奇的金屬，其熔點(diǎn)僅為29.8攝氏度。這意味著在正常的辦公室溫度下它是固體，而放置在某人的手掌上時(shí)，它變成一種液體。它是一種易熔化的金屬，因此它的原子表面光滑。它也是一種常規(guī)金屬，這意味著它的表面提供了大量的自由電子，以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，”該論文的第一作者王一芳女士說(shuō)。

　　“通過(guò)將鉬和硫的源極（sources）帶到鎵液態(tài)金屬的表面附近，我們能夠?qū)崿F(xiàn)形成鉬硫鍵的化學(xué)反應(yīng)，從而建立所需的MoS 2。形成的二維材料被模板化（templated）到原子光滑的鎵表面上，因此它是自然成核的，并且沒有晶界。這意味著通過(guò)第二步退火，我們能夠獲得非常大的MoS 2區(qū)域，而沒有晶界，這對(duì)于擴(kuò)大這種引人入勝的超細(xì)晶的光滑的半導(dǎo)體非常重要?！?/p>

　　新南威爾士大學(xué)的研究人員現(xiàn)在正計(jì)劃將其方法擴(kuò)展到制造其他二維半導(dǎo)體和介電材料，以便制造出許多可用作晶體管不同部分的材料。