气相沉积实现了2D磁性CrCl3的大晶粒、晶圆级外延生长！Advanced Materials

二维磁性材料（2D-MM）是基础研究、自旋电子学和量子传感的一个重要平台。然而，使用可扩展的气相沉积方法进行大晶粒、晶圆级合成仍然是一个巨大挑战。近日，印度科学学院Akshay Singh开发了一种物理气相传输沉积（PVTD）方法，该方法能够在500°C下（在云母基板上）实现半导体2D-MM CrCl₃的厘米级外延生长。

本文要点

1) 作者通过四种工艺实现了受控合成方案，（i）低发射率二次加热源，（ii）非常高的载气流量，（iii）动态前体通量控制，以及（iv）氧气/水分去除，抑制了氧化还原蚀刻，并推动生长超过了晶圆级生长的扩散极限。光学、化学计量、结构和磁性表征证实了单晶、纯相2D-MM CrCl₃。基板温度将薄膜的厚度从几层调整到几十纳米，而流速控制成核密度和覆盖率。

2)此外，作者展示了选择性区域生长和大面积转移，验证了潜在的晶圆级器件集成。使用密度泛函理论和基于原子间势的机器学习原子尺度模拟来阐释依赖于衬底的生长特征。

参考文献

Vivek Kumar et.al Tailored Vapor Deposition Unlocks Large-Grain, Wafer-Scale Epitaxial Growth of 2D Magnetic CrCl₃ Adv. Mater. 2026

DOI: 10.1002/adma.202514405

https://doi.org/10.1002/adma.202514405

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