(通讯员 李渊) 2025年4月22日下午,实验室第634期“杰出学者讲坛”在先进制造工程大楼西楼A310报告厅举行,特邀南京大学集成电路学院李涛涛博士做了题为“二硫化钼外延生长的取向、层数和堆垛调控”的学术报告。本次讲坛由李渊教授主持。
李涛涛,国家优秀青年基金获得者,博士毕业于南京大学材料科学与工程专业,曾赴新加坡南洋理工大学刘政教授课题组访学,现任职于南京大学集成电路学院,博士生导师。其研究方向聚焦于晶圆级二维半导体单晶外延生长及其器件应用,主持国家自然科学基金青年项目、江苏省自然科学基金青年项目各1项,参与科技部国家重点研发计划2项。目前已发表学术论文50余篇,总引用次数超过3200次,近年来以第一/通讯作者身份在Nature、Nature Nanotechnology、Chemical Society Reviews等国际权威期刊发表系列研究成果;获授权中国、美国、日本发明专利10余项。先后入选小米青年学者、2D Materials新锐青年科学家、姑苏创新创业领军人才,获评中国半导体十大研究进展(2022)、江苏省优秀博士学位论文(2023)、京博科技奖(2022)、江苏省自然科学百篇优秀学术成果论文(2023)等奖励。
此次报告中,李涛涛博士围绕MoS2外延生长的取向、层数和堆垛调控三个难点展开讲解。以MoS2为代表的二维半导体材料因其原子级厚度、高电子迁移率、可兼容后端工艺的特性,被认为是后摩尔时代集成电路关键材料之一。报告首先介绍了其团队创新设计的C/A斜切蓝宝石衬底外延策略,相较于传统的C/M斜切衬底,由于斜切取向变化产生的阶梯边界破坏了反平行MoS2畴的形核能简并,可以实现表面台阶诱导的取向控制生长,率先在国际上实现了2英寸单晶MoS2的制备。
随后,报告详细阐述了面向双层及多层调控的二维材料连续外延策略,提出“齐头并进”的形核机制与均匀生长方案,首次实现了厘米级高均匀性的双层MoS2连续薄膜外延,解决了制约器件集成应用的尺寸一致性与厚度调控难题。在堆垛序列调控方面,李涛涛团队通过缺陷工程手段,引导MoS2在多层生长过程中形成受控的3R堆垛结构,并深入解析了缺陷诱导下的外延机制及3R/2H相竞争过程中的能垒演化规律。基于此,团队进一步构筑了3R堆垛结构的铁电晶体管器件,拓展了二维材料在新型非易失存储器领域的应用潜力。

在交流讨论环节,参会师生围绕单晶MoS2的高分辨表征、层数与堆垛的联合调控、大面积异质结生长等方面与李涛涛博士展开了深入探讨。同学们普遍表示受益匪浅,不仅加深了对二维材料外延生长机制的理解,也拓宽了科研视野,激发了科研热情。