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高精度范德瓦尔斯异质结转移平台的设计文献综述

 2020-04-30 16:13:20  

文 献 综 述 自2004年石墨烯被成功制备出以来,各种单层二维材料的研究得到了人们的广泛关注,并成为制备新型电子和光电子器件的潜在候选材料。

随着材料制备技术的不断提升,更多的二维材料从化合物上剥离,对于科学家而言,这意味着有更多的”积木”可供堆砌。

不同的二维材料在弱范德华力作用下堆积在一起,形成由范德华作用维持的两层或多层人工材料,由此构造的材料体系称为范德瓦尔斯异质结。

当具有不同性质的二维材料堆叠在一起时,可以获得令人惊叹的物理和化学性质,几乎无限的可能性使范德华异质结比二维材料本身更重要。

这大大扩大了二维材料的应用范围,使材料设计空前简单。

对于范德瓦尔斯异质结的开创性工作始于Hone组,2010年Hone组报道了将石墨烯通过高聚物转移到薄层氮化硼上的湿法转移技术。

由于氮化硼本身就是二维晶体,其平整度远高于二氧化硅衬底,因此,转移到氮化硼上的石墨烯的迁移率提高了近两个数量级。

随后,Hone组又进一步发展了干法拾取转移技术,将石墨烯封装到两片薄层氮化硼之间,使得石墨烯的迁移率达到了声子散射的理论极限,样品的平均自由程仅由样品的尺寸决定。

正是由于这些转移技术的发展,才使得范德瓦尔斯异质结被成功制备出来。

国内方面,周树云研究组和张广宇研究组经过不断实验观察,经历了无数次的失败之后,终于在2015年春天成功获得了石墨烯-氮化硼异质结清晰的能带结构(如图一所示)。

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