AM：利用无机分子晶体实现可扩展的范德华封装

Nanoyu

2022-01-09

封装是器件保证其稳定性和可靠性的关键。而这对于基于二维（2D）材料的器件来说，更是基本的要求，因为2D材料具有原子厚度，并且与其大块材料相比稳定性差得多。

近日，华中科技大学翟天佑教授，刘开朗报道了一种以无机分子晶体（IMC）Sb₂O₃为保护层的2D材料的通用封装方法。

文章要点

1）由于其特殊的分子结构，通过标准的热蒸发沉积（STED）可以很容易地在2D材料上制备出这样的包覆层。Sb₂O₃封装层通过vDW力与底层2D材料整齐地连接在一起，而不会影响受保护2D材料的结构和本征性能。此外，STED合成方法与互补的金属氧化物半导体（CMOS）制造工艺完全兼容，从而可以在晶圆上封装2D材料。

2）测量结果表明，包裹的黑磷（BP）薄片在80 d内结构变化可以忽略不计，其电学性能（空穴迁移率）保持在19 d以上，与之形成鲜明对比的是，未包裹的BP薄片的电学性能（空穴迁移率）持续了7 h。更有趣的是，由于Sb₂O₃的特殊结构，在中等温度（300 °C，50 Pa）下，通过真空热蒸发可以很容易地去除包封层，而不会损坏封装的2D材料。

3）研究人员还证明了该封装方法的通用性，与其他环境不稳定的2D材料具有相似的钝化效果。

基于IMC封装方法优异的钝化效果和易于加工的特点，这项工作有望为二维材料的钝化提供一条很有前途的途径，并促进其在器件中的实际应用。

参考文献

Lixin Liu, et al, Scalable Van der Waals Encapsulation by Inorganic Molecular Crystals, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202106041

https://doi.org/10.1002/adma.202106041