Small:添加剂辅助制备大规模高质量二维材料

二维材料因其突出的光电特性而日益成为现代电子学中的关键组成部分。高质量、规模化的制备是整个二维材料学科的中心和前提。化学气相沉积(CVD)方法在制备大面积和高质量的二维材料方面提供了可控性高等引人注目的优势(1)。在过去的几年里,我们见证了许多CVD策略的发展,其中添加剂的使用吸引了大量的关注。

1. CVD方法制备不同二维材料的机理示意图

天津大学胡文平教授团队系统综述了在二维材料CVD生长过程当中使用的不同添加剂,以及它们的重要作用。此外,还讨论了添加剂辅助制备二维材料的内在机理。最后,通过分析各种添加剂的获取难易程度、价格、副产物、可控性、通用性和商业化等指标(2),为未来CVD合成路线的优化设计提供可靠的理论指导。

2. 不同形态添加剂在可控性、通用性、可及性、副产物和低成本等方面的对比图

作者们首先根据添加剂作用的目标材料和他们的自然形态(主要包括蒸汽和固体)将他们进行分类总结,重点介绍使用添加剂前后,CVD设备的改造升级、制备过程当中的影响因素和产物质量对比。然后总结了添加剂表现出促进作用的内在机理。最后,作者们讨论了现阶段有关添加剂辅助制备二维材料存在的问题和挑战,包括添加剂的普适性、对促进机理的实验性论证、将添加剂应用在多元异质结的制备当中、残留问题等等,对该领域未来的发展方向提出了展望(3)。

3. 该文主要从促进作用和生长机理两个方面综述了添加剂辅助二维材料生长的最新进展

通讯作者简介:

胡文平,天津大学常务副校长,天津市分子光电科学实验室主任,SmartMat主编。主要从事有机高分子光电功能材料的研究,在新型有机高分子光电功能材料的设计合成、凝聚态结构与性能的关系,光电器件的应用等方面开展了系统研究。发表SCI论文500余篇(IF>10.0的200余篇),被SCI引用>31,000次(H因子=88)。

耿德超,天津大学理学院化学系教授。长期从事石墨烯等二维材料的可控制备、性能调控及应用探索的研究。在国际著名学术期刊发表论文40余篇,论文总引用>3,000次(H因子=28)。

李琳,天津大学分子+研究院讲师。主要从事低维纳米材料制备,质谱新基质开发及质谱分析的研究。

论文信息:

Additive-Assisted Growth of Scaled and Quality 2D Materials

Qing Zhang, Xixi Xiao, Lin Li*, Dechao Geng*, Wei Chen, Wenping Hu*

Small

DOI: 10.1002/smll.202107241

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202107241