二維過渡金屬二硫化物的鹽輔助化學氣相沉積
前言
近年來科技的快速發展，加上人工智能、物聯網和大資料分析的出現，導緻對具有高計算能力和速度的處理器的需求極高，傳統的三維 (3D) 矽半導體制造技術正在快速接近 2 納米技術節點的實體和工藝極限，這将阻礙目前矽半導體制造技術的進一步發展，并阻止進一步縮小，是以，必須探索具有納米或亞納米級特征尺寸的新材料。
二維 TMDC 的鹵化物鹽輔助 CVD (HSA-CVD) 的生長機制
正常化學氣相沉積
用于生長 2D TMDC（例如，MoS 2 ）的傳統 CVD 裝置如圖 1A所示，在 CVD 工藝中，包含過渡金屬氧化物 (TMO) 粉末和生長基闆的坩埚被裝載在高溫中心，硫族元素粉末在低溫區上遊裝載，CVD 生長的 MoS 2于 2012 年首次通過 (NH 4 ) 2 MoS 4的分解以及 Mo 膜和 MoO 3的硫化分别得到證明。
鹵素在 HSA-CVD 中的作用
為了使二維 TMDC 在溫和條件下的 CVD 生長， 2015 年首次通過使用堿金屬鹵化物作為生長促進劑證明了大型 WSe 2和 WS 2單層的生長（通過将氧化鎢（WO 2.9，1473 °C）與鹵化物鹽（A X，A = Na，K；X = Cl，Br，I）混合，WSe 2和 WS 2單分子層可以在大氣壓和顯着更低的溫度下生長700°C，比僅使用氧化鎢的相同工藝低 100°C 以上。
堿金屬在 HSA-CVD 中的作用
堿金屬（Li、Na、K）是堿金屬鹵化物鹽的重要組成部分，在 2D TMDC 的 SA-CVD 生長中其行為與鹵素完全不同，是以，可以在掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）的内部和外部區域的對比，為了排除硫屬元素的影響，通過熔鹽（分别為 Na 2 MoO 4 和 Na 2 WO 4 ）的簡單硫化、硒化和碲化，證明了基于 Mo 和W的2D TMDC的VLS生長。
二維材料生長的多功能性
HSA-CVD 最令人印象深刻的成就是它可用于生長 47 種不同類型的二維材料，包括 32 種二進制金屬硫族化物、MX 2和 MX（M = Mo、W、Re、Ti、Zr、 Hf、V、Nb、Ta、Pt、Pd、Fe；X=S、Se、Te），13種三元和四元合金，2種異質結 Ta 和 Re 等純金屬也可以直接與 NaCl 或 KI 混合，以生長 Ta 和 Re 基二維 TMDC。
HSA-CVD更新（Salt 1.0+技術）
盡管有許多優點，HSA-CVD（Salt 1.0 技術）也有很多缺點，一個嚴重的問題是生長室中過渡金屬 (TM) 前體的蒸汽過多且不均勻，是以 2D TMDC 的生長強烈依賴于基闆的位置。
熔鹽CVD（Salt 2.0技術）的應用
與具有複雜 VSS 和 VLS 生長模式的 Salt 1.0 技術相比，Salt 2.0 技術使用熔鹽在 VLS 模式下生長 2D TMDC，為保證 Salt 2.0 技術的成功，熔鹽必須滿足三個主要标準：(1) 相當高的熔點；(2) 能夠在 CVD 生長溫度下形成具有低蒸氣壓的穩定熔體；(3) 可溶于 H2O ，前兩個标準確定 2D TMDCs 的 VLS 生長。
堿金屬——一枚硬币的兩面
無論使用何種技術，堿金屬都是促進二維 TMDC 橫向生長不可或缺的組成部分，許多基于堿金屬的化學品，例如 NaOH、KOH、Na 2 SO 4、KH 2 PO 4、Na 2 CO 3、KNO 3、CH 3 COONa、C 6 H 5 O 7 Na 3、PTAS、EDTA-4Na 等., 可用于增強 2D TMDC 的 CVD 生長。
結論
由于 SA-CVD 的快速發展，近年來合成了種類繁多的二維材料，鹵素和堿金屬在促進 2D TMDC 生長中的作用，通常，鹵素會增加具有高熔點的金屬前體的揮發性，進而引發 VSS 的快速生長。
