图 氧化物干法转移二硫化钼流程示意图

　　在国家自然科学基金项目（批准号：62174138）等资助下，西湖大学孔玮团队与朱博文团队在晶圆级单晶二硫化钼柔性集成方面取得进展，相关成果以“通过氧化物干转移技术实现晶圆级单晶二硫化钼集成及柔性电子应用（Wafer-scale integration of single-crystalline molybdenum disulfide for flexible electronics using oxide dry transfer）”为题，于2026年4月24日在线发表在《自然·电子学》（Nature Electronics）期刊，论文链接：https://www.nature.com/articles/s41928-026-01598-0。

　　以单晶二硫化钼为代表的新一代二维半导体材料具有原子级厚度、高载流子迁移率、优异的机械柔韧性，因此不仅有望延续摩尔定律，更有可能开启柔性智能、透明显示和超低功耗计算的新时代。然而，高质量单晶二硫化钼通常需要在刚性蓝宝石衬底上通过化学气相沉积外延生长，如何将其完整、无损地转移至柔性衬底，一直是国际难题。传统借助有机溶剂的“湿法转移”会留下难以根除的残留，大幅损失单晶二硫化钼的电学性能。

　　针对这一难题，上述研究团队开发了氧化物干法转移方法（图）：在单晶二硫化钼表面，依次沉积电子束蒸发的超薄三氧化二铝层和原子层沉积的高质量三氧化二铝层，前者增强界面附着力，后者提供优异栅介质性能；在氧化物上沉积金属层并图案化形成局部背栅，随后整体贴合至柔性PET衬底；通过机械剥离，实现二硫化钼/氧化物/金属多层结构从蓝宝石衬底的完整脱离。相较于传统湿法转移易产生聚合物残留和微裂纹，氧化物干法转移获得了表面平整、无有机残留的高质量薄膜，转移良率高达99.963%。基于该材料，团队构建了4英寸晶圆级高密度柔性晶体管阵列，实现了10¹²级超高开关比、117 cm²/V·s的高载流子迁移率，以及低至68.8 mV/dec、接近理论极限（60 mV/dec）的亚阈值摆幅，展现出优异的低功耗和高速开关性能。团队进一步开发出了10×10阵列有源矩阵触觉传感器，并集成于软体机器人电子皮肤中。该系统能够感知低至200 Pa的微弱压力，实现了高灵敏度柔性触觉感知，为智能机器人和柔性电子应用提供了新方案。

　　该研究实现了单晶二硫化钼的晶圆级、无损、干法转移与柔性器件集成，为高性能柔性电子、低功耗逻辑电路、智能传感系统等应用铺平了道路。