段镶锋&黄昱Nature最新展望:多维度异质结构体系中的范德华整合策略

【引言】

材料集成整合策略诸如外延生长等通常要求材料具有高度的结构匹配性以及工艺兼容性。与此不同，利用范德华作用组装预制构建单元的方法则为材料整合提供了无化学键策略，从而能够突破整合过程中材料晶格和加工工艺的束缚。这一范德华整合策略最典型的应用便是制备二维范德华异质结构。然而，除了二维体系之外，这项新兴的整合策略在新型材料的制备中也扮演着越来越重要的角色。

【成果简介】

近期，加州大学洛杉矶分校的黄昱以及段镶锋（共同通讯作者）等人综述归纳了范德华整合策略在非二维材料体系中的应用，并且还讨论了这一策略方法在构建新型异质结构以及超晶格体系的潜力。该文章首先介绍了范德华作用等基本概念，归纳总结了范德华整合策略的定义和要求，还罗列了目前一些典型的范德华构建模块。之后，作者还概述了范德华异质结构的发展历史。最后，该文还重点探讨了通过范德华整合不仅能够形成包括三维在内的异质结构，基于这些不同维度的异质结构还能够创造一系列具有独特性能的新型器件。通过该文的论述，作者归纳总结了无化学键参与的范德华整合策略是一项低能量的材料集成整合方式，能够为探索创造新型器件带来全新的机遇。2019年03月20日，相关成果以题为“Van der Waals integration before and beyond two-dimensional materials”的文章在线发表在Nature上。

【图文导读】

图1 传统化学键合异质结构界面的结构表征

图2范德华集成整合界面的示意图及其结构表征

图3 范德华作用等基本概念的定义和解释

图4范德华集成整合电子以及光电器件

图5非二维体系中的范德华异质结构以及超晶格

图6 三维电子系统的层层范德华组装策略

文献链接：Van der Waals integration before and beyond two-dimensional materials（Nature, 2018, DOI: 10.1038/s41586-019-1013-x）

本文由材料人学术组NanoCJ供稿，材料牛编辑整理。

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