柔性电子技能是一项跨学科交融的颠覆性科学技能，突破了传统硅基电子器材的固有约束，为后摩尔年代的器材规划与集成、动力革新、医疗技能革新、人机交互等范畴供给了立异驱动，将强有力地支撑未来才智日子的完结。特别是多功能柔性集成电路的开展，为人与物体及环境之间的信息处理、交互以及深层次地交融奠定了坚实根底，加快了万物互联（IoE）年代的到来。但是，现阶段根据有机半导体、氧化铟镓锌、碳纳米管以及非晶硅/多晶硅等资料的柔性电子器材，在迁移率、界面质量、制作产率以及大面积器材的均匀性和可重复性等方面仍面对许多技能瓶颈，约束了其实用化进程。

  在此布景下，二维半导体资料凭仗其杰出的电学功能、优异的机械柔性以及杰出的生物兼容性，为柔性集成电路的研制供给了全新思路。现在，根据二维半导体的柔性集成电路首要完结了根本逻辑门和环形振荡器，其最大集成规划仅为24个薄膜晶体管，这使其仅能支撑简略运算，在电路规划和功能性方面与实践使用需求仍存在十分显着距离。为进一步发掘柔性二维集成电路的潜能，亟需显着提高器材的集成规划，并在单芯片上完结组合逻辑与时序逻辑电路的多功能数字电子系统集成，从而使数百至数千个晶体管协同作业成为可能。

  近年来，中国科学院物理研讨所/北京凝聚态物理国家研讨中心N07课题组和松山湖资料实验室二维资料团队联合在柔性二维电子器材研讨方面取得了一系列重要开展。根据二维半导体资料的柔性电子器材不只展现出高功能与低功耗的优势，还在柔性显现驱动和人工视网膜等范畴显现出宽广的使用潜力[Nat. Electron. 3, 711 (2020); Nat. Commun. 14, 3633 (2023); Nano Lett. 23, 9333–9339 (2023); Nano Lett. 17, 991–999 (2023)]。在最新研讨中，博士研讨生彭雅琳和崔晨阳在中国科学院物理研讨所张广宇研讨员、杜罗军特聘研讨员、松山湖资料实验室李娜特聘研讨员的指导下，经过协同优化器材加工工艺，根据二硫化钼薄膜初次在国际上成功完结了中规划的二维柔性集成电路的制备。使用阻抗调制技能，别离完结了增强型与耗尽型晶体管，规划开发了具有安稳轨到轨操作和优异噪声容限的NMOS反相器。在此根底上，构建了组合逻辑与时序逻辑共存的数字电路系统，包含半加器、锁存器、触发器以及由112个晶体管组成的中规划时钟分频器，为柔性数字集成电路的实践使用奠定了坚实的根底。

  上述研讨成果以“Medium-scale Flexible Integrated Circuits Based on 2D Semiconductors”为题宣布在Nature Communications 15, 10833 (2024)。本作业由中国科学院物理研讨所N07课题组和松山湖资料实验室二维资料团队联合完结。彭雅琳博士（已结业）和崔晨阳博士为该论文的一起榜首作者，中国科学院物理研讨所张广宇研讨员、杜罗军特聘研讨员、松山湖资料实验室李娜特聘研讨员为该论文的通讯作者。该研讨受到了科技部要点研制方案、国家自然科学基金委及广东省根底与使用根底研讨要点项目等科研项目的赞助支撑。