廖俊懿 吴娟霞 党春鹤 谢黎明†

1) (国家纳米科学中心, 中国科学院纳米标准与检测重点实验室, 北京 100190)

2) (国家纳米科学中心, 中国科学院纳米科学卓越创新中心, 北京 100190)

3) (中国科学院大学, 北京 100049)

4) (清华大学化学系, 北京 100084)

1 引 言

自2004 年Novoselov 等[1]使用机械剥离石墨获得石墨烯以来, 原子层厚度的二维材料引起了广泛关注.随后, 越来越多的二维材料被发现, 如过渡金属二硫族化合物(transition metal dichalcogenides, TMDs)[2-6]、六方氮化硼(hexagonal boron nitride, h-BN)[7,8]、黑磷(black phosphorus, BP)[9,10]等.二维材料是一类具有原子级厚度的层状材料,层间以较弱的范德瓦耳斯(van der Waals, vdWs)力相互作用相结合, 层内以共价键相连接.二维材料具有原子级平整表面、独特的电子能带结构以及新奇的性质, 在电子学、光电子学等领域具有重要的应用[5,11-18].半导体性二维材料的超薄特性能有效抑制场效应晶体管(field-effect transistors, FET)的短沟道效应, 为延续摩尔定律提供可能.例如Desai 等[19]制备了栅极长度为1 nm、双层MoS2沟道的场效应晶体管, 得到了亚阈值摆幅为65 mV/decade、开关比为106的高性能晶体管器件.在光电器件方面, Xie 等[20-22]利用1T-TaS2材料的电荷密度波特性实现了高灵敏度热辐射探测和可见-近红外光的皮焦光探测.黑磷具有层数依赖的带隙和高的载流子迁移率, 在太阳能电池、场效应晶体管、传感器和光探测器等领域具有潜在应用[23-25].

二维材料的高精准、无损转移以及二维异质结的精准构建对于器件应用至关重要.自2010 年以来,研究者们发展了一系列二维材料精准转移技术, 这促进了范德华异质结研究的迸发式发……