Nature Communications：环境空气中二维材料和范德华异质结界面粘附性的直接测量

Nanoyu

2020-11-06

界面粘附能是二维层状材料和范德华异质结构的一个基本性质，由于其固有的超高表面积体积比，使得粘附力在许多与含有2D晶体的器件的制造、集成和性能相关的工艺中非常强。然而，在纳米尺度上，新鲜和老化的均质/异质界面的粘附行为的直接定量表征仍然难以捉摸。

近日，美国密歇根大学吕炜教授报道了使用原子力显微镜技术，通过针尖附着的2D晶体纳米颗粒与2D晶体和SiO_x衬底的精准相互作用，进行了环境空气中的精确粘附测量。

文章要点

1）研究人员量化了不同水平的短程、色散和长程静电相互作用对空气污染物和湿度在热退火时的响应。

2）研究发现，简单但非常有效的预冷处理可以保护2D晶体衬底免受空气污染物的侵害，从而提高相似和不同范德华异质结界面的粘附性。

3）实验和计算相结合的分析揭示了过渡金属二卤属化物和石墨/二氧化硅异质结构中除了被广泛接受的范德华相互作用之外的独特的界面行为。

研究人员对2D材料和vdW异质结中弱的层间vdW键的精确纳米量化不仅为理论计算提供了可靠的依据，而且对现代电子器件中这类有前途的材料的大规模生产和持续发展具有重要的基础和技术意义。

Rokni, H., Lu, W. Direct measurements of interfacial adhesion in 2D materials and van der Waals heterostructures in ambient air. Nat Commun 11, 5607 (2020).

DOI：10.1038/s41467-020-19411-7

https://doi.org/10.1038/s41467-020-19411-7