中山大学吴鑫副教授团队《Small》综述：二维范德华异质结层间耦合及性能调控的研究进展

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随着二维材料研究的不断深入，在过去几年中二维范德华异质结因其理论上具有优异的性质和前所未有的应用潜力而受到了广泛关注。如图1所示，二维范德华（vdW）异质结是指将不同二维材料层垂直堆叠产生的结构，是目前研究最广泛的二维异质结构。就像堆叠乐高积木一样，各种二维材料可以按照任意顺序堆叠，从而产生多种类型的vdW异质结构。这类异质结具有垂悬无键表面、无晶格错配、平面内强共价键和平面外弱vdW层间相互作用等特征，使vdW异质结具有与其单个组成部分相似的突出性能。此外，层间的协同作用可以使异质结具有更多样化的功能，远远超过单一的二维材料。二维异质结具有广泛的多样性，赋予其在高性能电子、自旋电子和光电子器件中的应用潜力。然而，因为层间耦合能力较弱，目前合成的异质结普遍性能不佳，这激发了研究人员寻找调节层间耦合和性能的兴趣，以期为实际应用提供匹配性能。

近期，中山大学吴鑫副教授团队在《Small》期刊上发表题为“Recent Advances on Tuning the Interlayer Coupling and Properties in van der Waals Heterostructures”的综述文章。该篇文章综述了利用不同技术对vdW异质结构进行性能调控的研究进展。首先，总结了vdW异质结的合成方法，分别为机械转移-堆叠法、化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积/输送（PVD/PVT）等。然后，详细讨论并比较了不同的vdW异质结性能调制方法，即机械转移法、外场辅助法（外部温度场、力场和电场）、粒子束照射法和一些新概念法。随后综述了具有特定性能的vdW异质结的应用，并讨论了未来的研究挑战和前景，旨在激发更多的研究兴趣和器件应用。 
图1.  构造vdW异质结（左侧），类似于乐高积木（右侧）。 

作者简介

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论文第一作者为中山大学化学工程与技术学院吴鑫副教授，论文通讯作者为中山大学吴鑫副教授和重庆大学李坤教授。 
吴鑫，中山大学化学工程与技术学院副教授，硕士生导师。2010年获华中科技大学材料科学与工程工学学士学位；2016年获清华大学材料科学与工程专业博士学位。目前主要从事使用计算方法和微观结构表征技术来研究二维材料的物理性质，和设计用于增材制造技术的新型材料等方面的研究工作。目前在Small, CARBON, Corrosion, Applied Physics Letters, Journal of Nuclear Materials 等材料化工类著名期刊发表高水平论文40余篇，出版英文专著一部（Springer Theses Award），授权国家发明专利1项。曾获清华大学优秀博士论文一等奖、美国焊接协会A. F. Davis Silver Medal Award。 
李坤，博士，重庆大学机械工程学院“弘深青年学者”特聘专家，博士生导师，海外引进人才。2011年获吉林大学材料科学与工程学科工学学士学位；2016年获清华大学机械工程学科工学博士学位；2017年2月赴美国德州大学埃尔帕索分校从事博士后研究工作，并担任Lawrence E. Murr和R.D.K. Misra课题组博士生联合指导老师，科研成果获德州大学2018年度研究员奖；2019年4月就职美国匹兹堡大学机械工程及材料科学系高级研究员；2020年8月被聘为重庆大学“弘深青年学者”教授、博士生导师，从事教学科研工作。主要从事增材制造、智能3D净成形、高性能材料及相变、材料计算学等研究。在《Additive Manufacturing》、《Journal of Materials Science and Technology》、《Materials Science and Engineering: A》、《Journal of Nuclear Materials》等著名期刊和会议上发表论文30余篇。担任《Acta Materialia》、《Materials Research Letters》、《International Journal of Plasticity》等领域著名期刊评审人。

原文链接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202105877

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