成果介绍

二维（2D）材料由一到几个原子层组成，其中层内原子化学键合而原子层弱键合。2D材料中的高键合各向异性使它们在衬底上的生长与传统的薄膜生长大不相同。

有鉴于此，近日，韩国基础科学研究院丁峰教授团队提出了在任意衬底上外延生长2D材料的一般理论框架。广泛的密度泛函理论（DFT）计算表明，2D材料的传播边缘趋于沿基板的高对称方向对齐，因此，2D材料的对称性与衬底之间的相互作用在2D材料的外延生长中起着至关重要的作用。根据理论结果，仅当衬底的对称群是2D材料对称群的子群时，才可以实现衬底上2D材料岛的取向均匀性。本文的预测与迄今为止2D材料在各种衬底上生长的大多数实验观察结果完全吻合。该通用指南有望在不久的将来大规模合成各种2D材料的晶圆级单晶。

图文导读

图1. 石墨烯（hBN）在三个低指数Cu表面上ZZ（ZZN）边缘的结合能。

图2. 低指数Cu表面以及以不同取向吸附在上面的石墨烯zigzag边缘的电荷密度分析。

图3. 2D材料块材与衬底之间计算的相互作用。

图4. 低指数fcc表面和hBN（0001）表面上具有各种对称性的单晶2D岛的排列。

图5. 在相邻fcc（111）表面上排列良好的2D材料的示意图（从左到右分别为石墨烯，hBN，FeSe和黑磷）。

 文献信息

The epitaxy of 2D materials growth

(Nat. Commun., 2020, DOI:10.1038/s41467-020-19752-3)

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-19752-3