研究人员已经解决了三个极其困难的技术挑战，这些挑战有效地阻碍了半导体二维材料所显示潜力的实现，而半导体二维材料是制造可以重置摩尔定律的新型原子厚晶体管的关键成分。多亏了一个多机构研究团队的工作，现在似乎可以解决商业规模生产高质量二维材料的问题。

半导体发展的进步受到晶体管制造方式和使用材料所施加的自然限制的威胁。摩尔定律的这一障碍长期以来一直隐约可见，具有前瞻性思维的科学家一直在研究和开发替代途径，以实现所寻求的持续改进。

半导体行业最有可能迈出新步伐的实用方法之一是用所谓的2D材料代替硅来制造2D晶体管。密切关注二维材料的科学家们强调了几种有吸引力的品质，这些品质应该有助于显着提高性能、效率和可扩展性。例如，英特尔的组件研究(CR)小组最近发表了九篇研究论文，其中一些论文鼓吹使用新的二维材料作为到2030年开发具有超过一万亿晶体管的处理器的途径。

国际科学家小组声称，现在二维材料商业化的三个关键挑战已经解决，使得在硅晶片上制造单晶形式的二维材料成为可能。这些挑战具体描述如下：

逐层二维材料生长的精确动力学控制，

在生长过程中保持单一区域以获得均匀的厚度，以及

层数和结晶度的晶圆级可控性。

您可以阅读全文，了解有关这些挑战中的每一个以及如何通过多机构团队发明的流程解决这些挑战的更多详细信息。这项工作在论文中有详细说明(在新标签页中打开)题为“通过几何限制非外延单晶二维材料生长”，由《自然》杂志发表。

项目负责人之一、圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院机械工程和材料科学教授Sang-HoonBae似乎对这项研究的影响充满信心。Bae解释说：“我们相信，我们的受限生长技术可以通过允许在晶圆级构建单域逐层异质结，将二维材料物理学中的所有伟大发现带到商业化水平。”“我们的成就将为二维材料适应工业环境奠定坚实的基础。”

与所有此类性质的研究一样，我们可能还需要数年时间才能看到二维材料用于实际应用。然而，随着像英特尔和三星这样的公司深入参与这个项目——事实上英特尔已经在其研究管道中拥有2DGateAllAround(GAA)晶体管——未来可能比你想象的来得更快。