台師大與成大團隊 CVD 成長 1H 堆疊二層 MoS₂ 登上《自然》

由國立台灣師範大學物理學者與國立成功大學顯微團隊領導的研究小組，以化學氣相沉積（CVD）成長 1H 堆疊二層二硫化鉬（MoS₂），在《自然》報告直接能隙與較傳統二層形式更強的谷極化；國家科學及技術委員會（國科會）在 InfoHandle 審閱的 10 月 2 日 folksonomy 簡報中說明。

堆疊幾何為何重要

單層 MoS₂ 以直接能隙光致發光受重視，但多數二層堆疊為 2H 或 3R，載子偏向間接躍遷，光發射變暗。台師大與成大以兩步 CVD 配方鎖定 1H 對齊，抑制成長過程向 3R 堆疊的熱力學漂移。

角分辨光電子能譜與密度泛函理論顯示價帶極大仍約在 K 點，比 Γ 點高約 57 毫電子伏——為長被視為光電暗化的二層直接能隙行為提供實驗證據。

光致發光增強激子發射，未見 2H 二層常見的間接肩峰。室溫共振激發下圓偏振約 21%，與單層相當；非共振泵浦下 A 激子谷極化近倍於單層，因頂層間谷散射減弱。

共同通訊作者包括台師大藍晏文、呂庭華教授，博士后楊宏偉，以及成大核心設施負責人林光一。論文題為「Stacking-induced direct band gap in CVD-grown 1H MoS₂ bilayers」，與十月初校園新聞同步發布。

晶圓廠關注二層過渡金屬硫化物在晶圓級均勻度改善後，能否成為通道或光偵測材料。可重複的 1H 二層流程給設計師一個不改化學組成就能改能帶的旋鈕——堆疊登錄。

良率與域尺寸仍落後矽 CMOS；論文強調模型系統驗證而非立即進智慧手機。轉移到絕緣基板且無皺折缺陷仍是谷電子原型的工程難題。

國科會表示後續 grant 將測試谷自由度電控閘極，並探索與後段製程溫度相容的封裝堆疊。對台灣研究型大學，頭條是 CVD 成長能以原子尺度工程量子性——不只縮小矽特徵尺寸。

國家同步輻射研究中心合作者提供倒空間圖 beam time，確認毫米級域上的 1H 登錄；合作實驗室 ARPES 釘住直接能隙偏移，記者可引用而無需細讀補充圖。

出席台師大簡報的台積電與聯電研究人員問 CVD 配方能否與既有晶圓轉移工具整合；團隊提醒二層 TMD 良率仍落後矽試產線，但可作堆疊感知器件模擬器的試床。