共同通讯：Lain-Jong Li and Vincent Tung
通讯单位：King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), Thuwal, Kingdom of Saudi ArabiaDOI：10.1038/s41563-020-0795-4在摩尔定律（Moore’s Law）的指导下，通过对平面晶体管的尺寸和电压进行比例缩放来提高性能并且节约成本。鳍式场效应晶体管（Fin-FET）的诞生为进一步的器件扩展创造了机会，但Fin-FET的缩放受到短沟道效应的限制。在对FET架构的设计更新过程中，通过使用多堆叠半导体纳米片和周围栅极金属组成新兴的堆叠结构表现出更好的短沟道控制能力，有望于进一步扩展摩尔定律。在这种结构中，具有高长宽比的单层单晶过渡金属硫属化合物（TMD）纳米带具有极大的应用潜力。虽然现在已有的针对TMD纳米带合成策略可以单独控制层数、结晶度、自对准和尺寸，但是仍缺乏能够将上述所有特性协同结合的TMD纳米带的制备途径。1. 通过使用ledge-directed epitaxy (LDE) 辅助化学气相沉积（CVD）法在 β-Ga2O3 (100) 衬底上制备连续、自对准、单层单晶的MoS2纳米带阵列；2. LDE-MoS2纳米带具有长距离的空间均匀性，电荷传输性能与机械剥离的样品相当，具有108的开关比和 65 cm2 V-1 s-1的电子迁移率（室温）;3. LDE-MoS2纳米带可以轻松转移到其他基底上，并且β-Ga2O3可以重复使用；4. LDE也可用于p-WSe2纳米带的制备，是一种通用的外延生长技术。a. LDE-MoS2生长方法示意图。(i) 使用带有裸漏壁架的单晶β-Ga2O3（100）作为衬底；(ii) 具有最佳取向的MoS2晶核在β-Ga2O3的壁架上形核；(iii) MoS2晶畴对准形成连续的纳米带；(iv) 使用PDMS辅助转移工艺，可以轻易的从β-Ga2O3（100）基底上将MoS2纳米带剥离并转移到任意基底上；(v) 剥离后的β-Ga2O3基底可用于新一轮生长。b. 计算生成β-Ga2O3（100）的晶体结构，包括（-201）和（001）壁架的横截面图。c-e. 通过原子力显微镜（AFM）表征MoS2纳米带生长的各个阶段。g. 连续、大尺寸的MoS2纳米带阵列的SEM照片。● 图2. 通过二次谐波（SHG）显微镜和dark-field (DF) STEM表征LDE-MoS2纳米带b. 激光极化方向和MoS2纳米带扶手椅（armchair）方向之间的夹角。d. 方向为0°和180°MoS2的STEM表征。f,g. annular dark-field (ADF) STEM照片。● 图3. 原子尺度表征LDE-MoS2纳米带的生长机理a. 在β-Ga2O3（100）衬底上生长的MoS2纳米带横截面的HAADF-STEM图像。b. 垂直于[010]方向拍摄的β-Ga2O3（100）衬底截面的HAADF-STEM图像。c,d. 计算得到方向为0°和180°形核的原子模型。● 图 4. 基于MoS2纳米带的场效应晶体管（FET）的光学和电学表征a. 两个平行的MoS2纳米带的光致发光（PL）光谱映射图。b. 在恒定尖端电压下MoS2纳米带的拓扑图和相应的电流映射图。c. 在单晶h-BN上构建的MoS2-FET器件结构示意图。https://www.nature.com/articles/s41563-020-0795-4
