控制晶粒生長對于最大化多晶薄膜電子器件的電荷載流子傳輸非常重要。鈣鈦礦材料的薄膜生長已通過多種方法進行控制，包括溶劑工程、組分工程和后處理工藝。然而，這些方法都沒有產(chǎn)生具有極大晶粒尺寸和高電荷載流子遷移率的大面積平面薄膜。鑒于此，2021年9月13日普渡大學Yao Gao&竇樂添團隊于JACS刊發(fā)高遷移率二維鈣鈦礦薄膜晶體管的研究成果。展示了一種新的 π 共軛配體設(shè)計方法，用于控制二維鈣鈦礦中的薄膜成核和生長動力學。通過擴展 π 共軛并增加半導體配體的平面度，成核密度可以降低 5 個數(shù)量級以上。因此，很容易獲得具有高度有序晶體結(jié)構(gòu)和極大晶粒尺寸的晶片級二維鈣鈦礦薄膜。展示了高性能場效應(yīng)晶體管，其空穴遷移率接近10cm² V^?1 s^?1，ON/OFF 電流比約為10⁶，并且具有出色的穩(wěn)定性和重復性。建模分析進一步證實了增強的電荷傳輸以及觀察到的遷移率的場和溫度依賴性的起源，清楚地破譯這些新生的二維半導體系統(tǒng)中的構(gòu)效關(guān)系。