新型机械解理方法在二维材料研究中的应用

• 作者: 刘国东 刘天生 周兴江 孟蕾 李杨 杨天中 许宏 赵林 邢杰 高鸿钧 鲍丽宏 黄元
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 二维材料 机械解理 石墨烯 范德瓦耳斯相互作用
• 年，卷（期）: 2018,（21）
• 所属期刊栏目: 综述
• 页码范围: 41-51
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.67.20181636

摘要

自从石墨烯被发现以来,机械解理技术已经成为制备高质量二维材料的重要方法之一,在二维材料本征物性的研究方面展现出了独特的优势.然而传统机械解理方法存在明显的不足,如制备效率低、样品尺寸小等,阻碍了二维材料领域的研究进展.近些年我们在机械解理技术方面取得了一系列的突破,独立发展了一套具有普适性的新型机械解理方法.这种新型机械解理方法的核心在于通过改变解理过程中的多个参数,增强层状材料与基底之间的范德瓦耳斯相互作用,从而提高单层样品的产率和面积.本文着重以石墨烯为例,介绍了该技术的过程和机理.相比于传统机械解理方法,石墨烯的尺寸从微米量级提高到毫米量级,面积提高了十万倍以上,产率大于95％,同时石墨烯依然保持着非常高的质量.这种新型机械解理方法具有良好的普适性,目前已经在包括MoS2,WSe2,MoTe2,Bi2212等几十种材料体系中得到了毫米量级以上的高质量单层样品.更重要的是,在解理过程中,通过调控不同的参数,可以在层状材料中实现一些特殊结构的制备,如气泡、褶皱结构等,为研究这些特殊材料体系提供了重要的物质保障.未来机械解理技术还有很多值得深入研究的科学问题,该技术的突破将会极大地推动二维材料领域的研究进展.