段镶锋综述：二维材料范德华异质结构与器件！

近十年来，随着石墨烯及其优异性质的发现，二维层状材料一直是材料领域的研究热点。二维层状材料得到每个片层都含有一个共价结合，且不存在悬挂键的晶格，每个片层都通过范德华力和相邻片层形成弱相互作用。这使得二维层装材料在晶格不匹配和方法不兼容的情况下，也非常容易和截然不同的原子层混合和匹配，从而衍生出许多范德华异质结构。

 

        研究人员对不同的金属、半导体和绝缘体层状异质结构的新奇性能的探索，促进了对光探测器、光伏器件、LED等电子器件设计的革新，并赋予这些器件诸多意想不到的独特功能。

 

        有鉴于此，段镶锋教授和黄昱教授课题组综述了基于二维层状材料的范德华异质结和器件的最新进展，并讨论了该领域存在的问题和未来的发展方向。

 

图1. 二维层状材料和范德华异质结构

 

图2. 二维范德华异质结构的组装和表征

 

图3. 过渡金属二硫属化物范德华异质结构的中间层耦合

 

图4. 基于范德华垂直接触的平面2D晶体管

 

图5. 基于石墨烯的范德华纵向晶体管

 

图6. 基于非石墨烯的范德华二极管和晶体管

 

图7.范德华异质结光电器件

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Yuan Liu, Yu Huang, Xiangfeng Duan et al. Van der Waals heterostructures and devices. Nature Reviews Materials, 2016, 16042.