如今，半导体行业正在努力应对三项任务：增加计算能力，减小芯片尺寸，并管理密集堆积电路中的功率。

为了满足这些需求，行业必须超越硅材料，生产适合计算日益增长角色的设备。

虽然在不远的未来或遥远的将来都不太可能放弃这种重要材料，但技术部门需要对芯片材料和架构进行创造性改进，以生产适合计算日益增长角色的设备。

硅的最大缺点之一是其只能制造得如此薄，因为其材料特性在根本上受限于三个维度[3D]。因此，二维[2D]半导体，也就是几乎没有高度的超薄半导体，成为科学家、工程师和微电子制造商的研究对象。

更薄的芯片组件将提供对设备中电流流动的更大控制和精度，同时降低所需的能量消耗。二维半导体还有助于将芯片的表面积保持在最小限度，它们位于支撑硅设备的薄膜之上。

然而直到最近，制造这种材料的尝试一直不成功。

某些二维半导体在独立状态下表现良好，但需要高温沉积，这会破坏基础的硅芯片。其他可以在与硅兼容的温度下沉积的半导体，它们的电子特性（能源使用、速度、精确度）不足。有些半导体在温度和性能方面都符合要求，但在工业标准尺寸下无法实现所需的纯度。

如今，宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院的研究人员已经成功制造出一种高性能的二维半导体，一整块工业规模的晶圆。此外，该半导体材料锗化铟（InSe）可以在足够低的温度下沉积，与硅芯片集成在一起。

半导体制造是一种工业规模的生产过程。 如果不能生产工业规模大小的晶圆，那么就不会有一种可行的材料。批量生产的芯片越多，价格就会越低。但材料也必须保持纯度以确保性能。这就是为什么硅如此普遍的原因，它可以大规模制造而不会牺牲纯度。

锗化铟长期以来一直表现出作为先进计算芯片的二维材料的潜力，因为它能够非常好地传导电荷。但由于铟和硒的化学性质倾向于以几种不同的分子比例结合，形成具有各种元素比例的化学结构，因此制造足够大面积的锗化铟薄膜一直很棘手。

团队的成功取决于宋研究人员应用了一种能够克服锗化铟原子结构特点的生长技术。

对于先进计算技术来说，二维锗化铟的化学结构需要两种元素之间的比例恰好是50:50。所得材料需要在大面积上具有均匀的化学结构才能发挥作用。

该团队使用一种名为"垂直金属有机化学气相沉积法"（MOCVD）的生长技术实现了这一突破性的纯度。之前的研究试图同时引入等量的铟和硒。然而，宋证明了这种方法是材料中不希望出现的化学结构的来源，它会生成具有不同元素比例的分子。相比之下，MOCVD通过连续发送铟流，同时脉冲引入硒。

通过脉冲，给了铟和硒结合的时间。在脉冲之间的时刻，把环境排除了硒，这可以防止比例过高。脉冲的好处是暂停。这就是如何获得整个晶圆上均匀的50:50比例。

除了化学纯度，该团队还能够控制和对齐材料中晶体的方向，进一步增强了半导体的质量，提供了无缝的环境来传输电子。

在半导体中，最重要的两种材料特性是化学纯度和结晶秩序。而最重要的工业特性是可扩展性。这种材料满足了所有需求。