普适性机械解理技术可制备大面积二维材料

完成单位：中国科学院物理研究所等

制备高质量的二维材料，特别是原子层量级的超薄材料，是开展二维材料前沿探索和应用研究的基础。机械解理技术已被广泛应用于制备各种高质量的二维材料，对于基础研究和未来高性能器件的制备至关重要。然而目前还没有找到普适性的高效解理技术，常规解理技术得到的样品尺寸普遍在微米量级。因此，发展新的解理技术，制备高质量大面积（毫米量级以上）的二维材料，成为亟需解决的问题。

中国科学院物理研究所周兴江团队、高鸿钧团队与中国人民大学教授季威合作，发展了一种金膜辅助的普适性机械解理方法，可获得大尺寸超薄二维材料。研究人员在实验上成功实现了对40种二维材料的大面积解理，单层二维材料尺寸在毫米至厘米量级，制备效率接近100%。研究提出，层状材料的最外层元素和基底的相互作用是影响机械解理最关键的因素，针对最外层元素含有VA，VIA，VIIA主族的层状材料，可以采用金膜辅助的解理方法。该研究成果给出了针对不同层状材料的普适性解理规律，对于探索更多二维材料的新奇物理性质具有重要推动作用，也为未来大面积晶圆级二维材料的制备和应用提供了新的可能。相关研究成果2020年5月15日发表于《自然-通讯》。

机械解理获得多种大面积高质量超薄二维材料。(a)新型机械解理的步骤；(b-e)不同基底上解理得到的大面积MoS2；(f-g)解理得到的多种大面积二维材料。