據報道，韓國蔚山國家科學技術研究所（UNIST）近日推出一種新的制造方法，可制造堪稱世界最薄氧化物半導體——二維氧化鋅（ZnO）。該半導體只有一個原子厚度大小。這可為薄、透明和柔性電子器件（例如超小型傳感器）應用開辟新的可能性。

新的超薄氧化物半導體由UNIST材料科學和工程教授Zonghoon Lee教授領導的團隊創建。

該材料通過使用原子層沉積（ALD）直接在石墨烯上生長單個原子厚度的ZnO層。它也被認為是單層石墨烯上最薄的半導體氧化物的異質外延層。

Lee表示，“靈活的高性能設備對于傳統可穿戴電子產品必不可少。有了這種新材料，我們可實現真正的高性能的柔性設備。”

該團隊指出，隨著現有硅制造工藝越來越精細，性能成為一個更加關鍵的問題，且已經有許多關于下一代半導體替代硅的研究。石墨烯具有優異的導電屬性，但它不能作為電子產品中硅的替代物，因為它沒有能帶隙。但是，在石墨烯中，電子能以恒定速度隨機移動，不管它們的能量如何，它們都不停止。

為解決這個問題，研究小組決定通過原位觀察，在石墨烯上ZnO單層的優先之字形邊緣，演示鋅和氧的原子與原子之間生長。然后，它們通過試驗確定，由于量子限制和類石墨烯 “超蜂窩”結構，以及高光學透明度，最薄的ZnO單層具有寬帶隙（高達4．0eV）。現有的氧化物半導體具有相對大的帶隙，范圍在2．9－3．5eV間。帶隙能量越大，漏電流和過量噪聲越低。

研究人員表示，“這是首次真正觀察ZnO六方結構的原位形成。通過這個過程，我們可了解二維ZnO半導體生產的過程和原理。”

Lee表示，“石墨烯上最薄的2D氧化物半導體的異質外延堆疊在與高光學透明度和靈活性相關的未來光電器件應用中具有潛力。這項研究可產生一類新的2D異質結構，包括通過對沉積路徑外延生長的高度控制形成的半導體氧化物。”