石墨烯电子学研究进展

纽约大学坦顿分校的Davood Shahrjerdi教授领导的研究可以使先进石墨烯器件的制造更加高效。

近年来，原子平面层状材料因其在制造高速低功率电子器件方面的前景而受到广泛关注。在这些材料中，最著名的是石墨烯，一种碳原子单层。这种材料家族的独特品质之一是，它们可以像乐高积木一样堆叠在一起，创造出人造电子材料。

然而，尽管这些vdW异质结构在许多层状材料的科学研究和技术应用中起着至关重要的作用，但构建不同的vdW异质结构的有效方法仍然缺乏。

一组研究人员发现了一种构建高质量vdW异质结构的通用方法。这项研究是由Davood Shahrjerdi实验室和纽约大学Tandon工程学院的电子和计算机工程教授和纽约大学无线学院的教员共同完成的。由纽约大学量子现象中心的贾瓦德·沙巴尼领导的小组;以及日本国家材料科学研究所的渡边健二和谷口隆。他们的研究发表在本周的《自然通讯》上。

构建vdW石墨烯异质结构的一个关键步骤是在衬底上生产大的单层石墨烯薄片，这个过程被称为机械“剥离”。该操作包括将石墨烯薄片转移到vdW异质结构组装的目标位置。因此，最佳的衬底可以有效且持续地剥离大薄片的单层石墨烯，然后按需释放它们以构建vdW异质结构。

研究小组采用了一种简单而优雅的方法来解决这一难题，包括使用厚度小于5纳米(小于人类头发宽度的1/ 10000)的双功能聚合膜。这种改性使他们能够“调整”薄膜性质，从而促进单层石墨烯的剥离。然后，在类似乐高积木的组装中，他们用一滴水溶解单层石墨烯下面的聚合膜，将石墨烯从基质中释放出来。

Shahrjerdi解释说:“我们的施工方法是简单的，高产的，并且适用于不同的层状材料。”“它使我们能够独立于层转移步骤优化剥离步骤，反之亦然，从而产生两个主要结果:用于生产大单层薄片的一致剥离方法和剥离薄片的高产层转移。”此外，通过使用石墨烯作为模型材料，我们进一步建立了异质结构的卓越材料和电子性质。”

这个团队包括调查人员朱军黄和Edoardo Cuniberto，他们是纽约大学坦顿分校的博士生;来自纽约大学坦顿分校的阿卜杜拉·阿尔哈比和沙特利雅得的阿卜杜勒阿齐兹国王科技城;William Mayer，纽约大学量子现象中心的博士后研究员。

这项研究得到了美国国家科学基金会的资助。

“使用双功能聚合物薄膜的范德瓦尔斯异质结构的多功能构造”可在https://www.nature.com/articles/s41467-020-16817-1获得。

纽约大学坦顿工程学院始建于1854年，是纽约大学土木工程与建筑学院和布鲁克林学院与理工学院(布鲁克林理工学院)的创始日。2014年1月的合并创建了一个综合性的工程和应用科学教育和研究学院，植根于发明和创业的传统，致力于推动技术服务社会。除了位于布鲁克林，纽约大学坦顿分校还与纽约大学的其他学院合作，纽约大学是美国最重要的私立研究型大学之一，与纽约大学阿布扎比分校和纽约大学上海分校的工程项目也有着密切的联系。它运营着未来实验室(Future Labs)，专注于曼哈顿市中心和布鲁克林的初创企业，以及一个屡获殊荣的在线研究生项目。更多信息，请访问http://engineering.nyu.edu。