二維材料是一種具有原子厚度片狀結構的材料。自2004年曼徹斯特大學通過機械剝離的方法從高取向的裂解石墨中獲得石墨烯后，以石墨烯為代表的二維材料在近二十年內獲得了快速的發展。因其僅有幾個原子層的厚度、表面光滑無懸掛鍵、高比表面積和免疫短溝道效應等特性而表現出優異的電學、光學、磁學和熱學性質。在后摩爾時代，二維材料是實現我國芯片領域彎道超車的希望。如何實現大批量工業生產是當前各國研究二維材料的熱點，接下來小編將為大家集中介紹一下近幾年的相關研究進展。

（1）新型堆垛生長二維材料范德華異質結

二維范德華異質結是由兩種或多種二維材料通過范德華力堆疊而成的復合材料，它們不受限于晶格匹配度，可以靈活的將多種材料組裝在一起，從而產生奇特的物理性質，這一特性，使得當前二維材料的研究熱點集結于此。

新型堆垛生長二維材料范德華異質結是以較高溫度穩定性的二維材料為底層材料，在其上制備穩定溫度稍低的二維材料，從而實現逐層堆疊生長vdWH。這種方法制備出來的vdWSH薄膜的相鄰層之間并不會因此而發生化學反應，二維材料的超導特性也可以完整的被保留下來；對生長基體不存在依賴性。通過這種方式成功實現了27種二組元、15種三組元、5種四組元、3種五組元二維材料范德華異質結，每種組元中的二維材料結構穩定且層數可控，組元層間具有干凈且平整的界面。這些二維材料范德華異質結可以觀察到超導近鄰效應，以及實現PN結整流和超導約瑟夫森結等功能。為二維材料在規模化功能器件方面的應用奠定了材料制備的基礎。

二維范德華異質結

（2）插層剝離技術

離子或小分子通過化學或電化學的方法插入層狀材料的層空間，使層狀材料出現體積膨脹的現象，此時層間的范德華力會被削弱，便于之后原子層的分離；再將插層后的層狀材料進行水浴超聲或機械攪拌，以達到分離原子層，形成剝離納米片的懸浮液；對得到的懸浮液進行梯級離心處理，達到凈化最終產品的目的。在離心過程中是包括一個低速離心處理及多個高速離心處理的步驟，低速離心可以去除較大的顆粒或未剝離的塊體，高速離心是為了去除殘余的插層劑或溶劑。通過這種方法已經成功制得hBN、黑磷、MoS₂等二維材料。該方法可以有效避免插層剝離過程中晶格缺陷得引入，避免晶相的改變，為制備超大橫向尺寸（10-100微米）的原子薄片提供了可能。

（3）自冷凝輔助CVD生長技術

金屬有機骨架材料是一種具有周期性網絡結構的新型結晶多孔材料，其可以應用于超導體、微型超級電容器、紗布、凈水等領域。在以往我們僅能制備出MOF薄膜，現在可以利用自冷凝輔助CVD技術實現大尺寸MOF晶體的制備。

通過在CVD流程中設計陡峭的溫度梯度，引入配體自冷凝產生液滴的策略，構建了臨時的液體生長環境。該液體生長環境提升了前驅體分子的自由程和配位鍵的可逆性，實現了二維晶粒的動態生長，從而獲得了數十微米尺寸的MOF單層單晶。

這種方式相較以往的CVD工藝，步驟更加簡單；單晶的清潔程度以及結晶度會更好；自冷凝液體在整個過程中起到了至關重要的作用，它作為緩沖層，既可以使前驅體分子均勻的分布在液體中，又減少了液體內外對晶體成核和生長的干擾，促進了大尺寸、高質量單層MOF單晶的制備。

工藝流程圖

總結

二維材料領域發展至今，讓人們不斷的看到它極大的應用前景，然而，機遇與挑戰并存，如何實現大規模的工業生產，如何制備出高質量、高純度、高穩定性的二維材料都是我們當下需要思考的問題！

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