专家呼吁全球共同努力，清除大规模生产的障碍
莱斯大学(Rice University)和宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的材料科学家呼吁全球共同努力，快速大批量生产石墨烯和二硫化钼等2D材料。
在《今日材料》在线发表的一篇透视文章中，该杂志主编楼俊和同事提出了一个案例，即集中、集体努力解决研究挑战，从而为大规模生产2D材料扫清道路。
用扫描电子显微镜成像的二维过渡金属二卤化物晶体阵列。(图片由MSNE/莱斯大学提供)
卢和其他水稻材料科学家唐明静王张和粉丝加入Penn’s Vivek谢诺在描述二维材料的潜在转换技术,可以从系统的结果,社区努力映射二维晶体的形状,通过过程称为生长在世界各地实验室的化学汽相淀积(CVD)。
他们写道，2D晶体就像自然界中的雪花一样，在不同的生长条件下呈现出丰富多样的形态。
研究人员写道，绘制这些独特的晶体模式，并将其汇集到一个全球数据库中，以及创建每种模式的方法，可以为理解、诊断和控制二维物质生长的CVD过程和环境提供丰富的信息。
CVD是一种常用的制备薄膜的方法，包括半导体工业中重要的商业材料。在一个典型的CVD反应中，一块被称为衬底的平板材料被放置在一个反应室中，气体流过这个反应室，使它们发生反应并在衬底上形成一个固体薄膜。
该领域的目标之一是开发能够准确预测在特定条件下混合特定反应物气体所产生的薄膜性质的计算机软件。由于对CVD期间发生的物理和化学过程的不完全理解，以及数十种CVD反应器格式的存在，创建这样的模型非常复杂。
受日本雪花研究者Ukichiro Nakaya的工作启发，来自美国宾夕法尼亚大学莱斯大学的材料科学家们制作了一幅类似于中谷的二维晶体形状的二硫化钼的化学气相沉积图(左)和一幅完整的硫化钼的形貌图(右)。(图片由MSNE/莱斯大学提供)
Lou和他的同事认为，对CVD实验产生的晶体的形状进行分类，可以为材料科学家提供关于其合成的重要信息，就像矿物学家通过对自然形成的晶体结构的检查，检索有关地球历史的有价值的线索一样。
以美丽的雪花为例，作者写道。也许令许多人吃惊的一个事实是，雪晶体可以呈现出许多不同种类的形状，而这些形状的大小取决于形成它们的大气中的温度和水的过饱和度
日本科学家中谷尤一郎(Ukichiro Nakaya)通过在自然界和实验室对雪花的广泛观察，发明了一种名为“中谷图”的图形，以帮助破译雪花中的信息。通过观察雪花的形状，并看这些形状在nakaya’的图表上的位置，科学家们可以确定产生雪花的确切大气条件，Nakaya诗意地将雪花称为“，一个来自天空的字母
受nakaya’工作的启发，Lou和他的同事创建了一个类似nakaya的二维晶体图案图，该图案是通过CVD生成的，并演示了它和其他形态图如何被用来推断产生每个图案的过程变量的线索，如气体流量和加热温度。
由于实时成像和自动化系统的进步，可以产生晶体结构的大数据集，作者说，形貌图的发展有真正的潜力成为一种普遍做法，并作为晶体生长的基石
卢、唐、张和王是水稻6037材料科学与纳米工程系的成员。卢是教授和副系主任。唐是一名助理教授。张是一名博士后研究员，方是一名研究生。Shenoy是Penn’s Eduardo D. Glandt总裁材料科学与工程特聘教授。
这项研究得到了韦尔奇基金会、国家科学基金会和能源部的支持。
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