最近，我校港澳宝典资料大全王欣然、施毅教授课题组在二维材料研究领域取得重要进
展，他们的研究论文“Towards intrinsic charge transport in monolayer MoS2 by
defect and interface engineering”（Nature Communications 5, 5290 (2014)）和“
Two-dimensional quasi-freestanding molecular crystals for high-performance
organic field-effect transistors”(Nature Communications 5, 5162 (2014))分别于
10月20日和21日在Nature Communications线上发表。这两篇论文针对目前国际上的前沿热
点，分别在二维原子晶体（MoS2）和二维分子晶体（C8-BTBT）材料的外延生长、化学修饰
及电子器件方面取得了突破。
[img]http://bbs.nju.edu.cn/file/D_EE/1-1.jpg[/img]
单层二硫化钼（MoS2）是一种直接带隙的二维晶体材料，有希望成为硅材料之后的新一代
半导体材料。单层MoS2理论上具备很好的载流子输运性能，但材料本征缺陷以及界面上的
杂质散射使其实测性能远远低于理论值。针对这个问题，课题组在前期工作（Nature.
Comm., 4, 2642 (2013) ）的基础上，与东南大学、新加坡高性能计算研究所等单位合作
，发展出硫醇化学修饰方法，成功修复了单层MoS2的表面S空位缺陷（图1），实现了电学
性能的大幅提升，室温迁移率达到80cm2/Vs，是目前国际上报道的最高纪录。同时，课题
组发展出一整套完整理论模型，完美的解释了MoS2在电学输运中的各种机制并且在理论上
预测了器件性能继续提高的线路图。该项工作对于实现高性能二维半导体器件提供了一条
有效途径。
[img]http://bbs.nju.edu.cn/file/D_EE/2-2.jpg[/img]
有机晶体是半导体材料领域的一个重要分支，已经广泛应用于太阳能电池、显示器等领域
。研究组与东南大学、北京师范大学、中科大、日本国立材料研究所、香港中文大学等单
位合作，将有机晶体与二维材料的概念相结合，在国际上首次利用范德华外延制备出大面
积、高质量的单层分子晶体（图2）。在石墨烯衬底上制备出“石墨烯 – 分子晶体 - 金
”三明治结构的高开关比场效应晶体管，并实现了“与门”、“或门”逻辑运算功能。进
一步，在氮化硼衬底制备的单层C8-BTBT分子晶体场效应晶体管，室温下迁移率能到达10
cm2/Vs, 比之前报道的结果提高了两个数量级以上。该项工作将二维晶体的概念从无机材
料引入到有机材料，极大的扩展了二维材料研究领域，为未来二维材料在电子和光电器件
的应用打开了一个新的局面。
这两项研究工作得到青年计划、国家重点基础研究项目、国家自然科学基金、国家科
技重大专项、江苏省自然科学基金、江苏省优势学科项目等资助。
展，他们的研究论文“Towards intrinsic charge transport in monolayer MoS2 by
defect and interface engineering”（Nature Communications 5, 5290 (2014)）和“
Two-dimensional quasi-freestanding molecular crystals for high-performance
organic field-effect transistors”(Nature Communications 5, 5162 (2014))分别于
10月20日和21日在Nature Communications线上发表。这两篇论文针对目前国际上的前沿热
点，分别在二维原子晶体（MoS2）和二维分子晶体（C8-BTBT）材料的外延生长、化学修饰
及电子器件方面取得了突破。
[img]http://bbs.nju.edu.cn/file/D_EE/1-1.jpg[/img]
单层二硫化钼（MoS2）是一种直接带隙的二维晶体材料，有希望成为硅材料之后的新一代
半导体材料。单层MoS2理论上具备很好的载流子输运性能，但材料本征缺陷以及界面上的
杂质散射使其实测性能远远低于理论值。针对这个问题，课题组在前期工作（Nature.
Comm., 4, 2642 (2013) ）的基础上，与东南大学、新加坡高性能计算研究所等单位合作
，发展出硫醇化学修饰方法，成功修复了单层MoS2的表面S空位缺陷（图1），实现了电学
性能的大幅提升，室温迁移率达到80cm2/Vs，是目前国际上报道的最高纪录。同时，课题
组发展出一整套完整理论模型，完美的解释了MoS2在电学输运中的各种机制并且在理论上
预测了器件性能继续提高的线路图。该项工作对于实现高性能二维半导体器件提供了一条
有效途径。
[img]http://bbs.nju.edu.cn/file/D_EE/2-2.jpg[/img]
有机晶体是半导体材料领域的一个重要分支，已经广泛应用于太阳能电池、显示器等领域
。研究组与东南大学、北京师范大学、中科大、日本国立材料研究所、香港中文大学等单
位合作，将有机晶体与二维材料的概念相结合，在国际上首次利用范德华外延制备出大面
积、高质量的单层分子晶体（图2）。在石墨烯衬底上制备出“石墨烯 – 分子晶体 - 金
”三明治结构的高开关比场效应晶体管，并实现了“与门”、“或门”逻辑运算功能。进
一步，在氮化硼衬底制备的单层C8-BTBT分子晶体场效应晶体管，室温下迁移率能到达10
cm2/Vs, 比之前报道的结果提高了两个数量级以上。该项工作将二维晶体的概念从无机材
料引入到有机材料，极大的扩展了二维材料研究领域，为未来二维材料在电子和光电器件
的应用打开了一个新的局面。
这两项研究工作得到青年计划、国家重点基础研究项目、国家自然科学基金、国家科
技重大专项、江苏省自然科学基金、江苏省优势学科项目等资助。
