中科院福建物质结构研究所团队成功研发出可用于下一代二维芯片的四氧化三锰（Mn ₃ O ₄）超薄单晶薄膜，是二维电子学高 k 介质领域的重要突破。

一、核心材料性能指标

超高介电常数：最高可达 135，等效氧化物厚度（EOT）低至 0.8nm，远优于传统 SiO ₂介质。

优异绝缘特性：击穿场强超过 10MV/cm，漏电流低至 10 ⁻⁴ ~10 ⁻⁷ A/cm，符合国际器件与系统路线图标准。

极致超薄可控：通过水合物辅助减薄 CVD 方法，厚度可精确控制至 2.8nm，表面粗糙度均方根低至 0.13nm。

二、关键技术突破

定向生长工艺：利用 Mn ₃ O ₄与云母基底仅 1.9% 的极低晶格失配度，实现 100% 均匀取向的单晶纳米片生长。

高质量界面集成：与 MoS ₂半导体形成约 5.6 的范德华间隙，无界面电荷陷阱，大幅降低载流子散射。

器件性能表现：集成该介质的 MoS ₂场效应晶体管，在

三、产业应用价值

解决了传统非晶高 k 介质在二维器件中引入电荷散射、阻碍性能提升的行业痛点。

为先进制程二维芯片延续摩尔定律提供了全新的核心介质材料方案，可支撑器件进一步缩小尺寸、降低功耗。

相关研究成果已发表于《Nature Communications》期刊，为非层状二维功能氧化物的可控合成提供了全新思路。

评：四氧化三锰的介电常数是氧化铪的 5-6 倍，在相同电控效果下能进一步降低器件漏电、缩小芯片尺寸，突破了传统氧化铪材料在二维半导体器件中的性能天花板，为摩尔定律延续提供了全新的材料路径。