随着人工智能和物联网对计算能力需求的不断增长，传统硅基晶体管技术在10纳米以下工艺节点面临物理极限，严重制约了芯片性能和能效的提升。二维硒化铟（In?Se?）因其优异的电学性能和独特的层状结构，成为突破传统硅基芯片技术瓶颈的关键材料。然而，此前国际上一直难以制备大面积、单晶、纯相的二维硒化铟晶圆，限制了其规模化应用。
北京大学电子学院邱晨光研究员、物理学院刘开辉教授与中国人民大学刘灿副教授等组成的联合研究团队，在低维半导体材料与器件领域取得重大突破。他们提出“固-液-固”材料制备新策略，通过化学气相沉积工艺，成功实现厘米级、大面积、纯相二维硒化铟晶圆的稳定生长。该晶圆制备方法包括在蓝宝石衬底上沉积非晶InSe薄膜，高温下利用液态铟包覆晶片边缘，最终制备出厚度均匀、相结构单一、晶体质量优异的2英寸InSe晶圆。 基于此策略制得的InSe晶圆晶体管阵列展现出卓越的电学性能，包括高度均匀的原子层厚度（单层InSe仅1.3纳米）、极高的迁移率（平均值达287 cm2/V·s）与接近玻尔兹曼极限的亚阈值摆幅（平均值低至67 mV/dec），且缺陷密度显著低于现有同类材料。这些性能全面优于目前最先进的英特尔3纳米节点技术，能效比达到国际领先水平。 此次突破为低维半导体技术在芯片领域的应用开辟了新路径，特别是在高性能计算、人工智能和物联网等领域具有广泛应用潜力。该成果不仅填补了国内空白，也在国际上树立了二维芯片研发的新标杆，推动了低维半导体产业化进程。
相关研究成果发表在《科学》（Science）期刊上，题为“Two-dimensional indium selenide wafers for integrated electronics”。
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