华南师范大学物理学院徐小志教授团队近来在《科学通报》宣布题为“绝缘衬底上二维单晶资料制备研讨发展”的评述文章。该文从绝缘衬底上不一样的品种二维单晶资料的成长行为打开评论，回忆了近十年来过渡金属硫族化合物、石墨烯和氮化硼在绝缘衬底上的成长战略以及机理，对绝缘衬底上制备高质量二维单晶资料具有重要指导意义。
二维资料因其原子级的厚度而展现出优异的电学、光学、磁学和热学性质，在电子、光电和动力等范畴具有宽广的使用远景。跟着传统硅基器材迫临物理极限，摩尔定律的连续面对着巨大应战，二维资料被寄望于逾越硅基资料以完成新一代电子器材的构建。可操控备大尺度单晶二维薄膜是完成其高功能和大规模使用的要害。曩昔十几年来，研讨人员在二维单晶的资料成长方面付出了很多尽力，典型的二维导体石墨烯、半导体过渡金属硫族化合物（transition metal dichalcogenides, TMD）和绝缘体六方氮化硼（hexanol boron nitride，hBN）的成长尺度已经由微米级扩展到晶圆级。可是，二维资料薄膜常常要掩盖在绝缘衬底上才干充沛的发挥功能，因而在绝缘衬底直接成长二维单晶资料是完成高功能电子和光电子器材的终极目标。
二维资料搬运是在绝缘衬底上制备大尺度单晶薄膜的通用办法，可是因为传统的搬运办法一般触及化学试剂或经过物理手法从成长衬底上剥离，化学试剂可能会残留在资料外表，物理搬运办法也可能在资料外表形成划痕或裂纹，导致资料全体质量的下降。因而，直接在绝缘衬底上成长二维资料可以尽可能的避免以上问题，然后保证二维资料的质量和功能得到最大极限的保存。现在直接在绝缘衬底上成长二维资料存在许多亟待解决的问题：
（1）关于石墨烯和hBN，其前驱体（如甲烷、氨硼烷等）在分化过程中需求高能量，一般依赖于具有催化活性的金属衬底。可是，大多数的绝缘衬底都不具有催化活性，因而在绝缘衬底上直接成长单晶石墨烯和hBN成为二维资料器材制作的一大应战。
（2）关于TMD，其前驱体一般具有较高的反响活性，这使得其在不依赖衬底催化活性的情况下可以终究靠改动成长条件完成单晶成长。可是，现在在绝缘衬底上的TMD单晶外延成长依然面对许多应战，它要求衬底具有严厉的晶格匹配，而且依赖于原子台阶的准确操控。关于根据硅基工艺的非晶绝缘衬底而言，其外表能量、粗糙度、化学性质和结构特性与TMD资料的成长需求往往不匹配。因而，在绝缘氧化物衬底上完成TMD单晶的通用外延成长，依然是一个亟待解决的技能难题。
本文深化评论了近十年来单晶TMD、石墨烯和hBN在各类绝缘衬底上直接成长的多种战略及使用发展，对绝缘衬底上制备高质量二维单晶资料的成长的战略和机理进行了全面的总结。本文要点回忆了从原子台阶调控、籽晶辅佐到金属催化辅佐的化学气相堆积的技能发展，一起对绝缘衬底上全单晶二维资料器材的原位制作和使用供给了新的展望。未来在绝缘衬底上制备二维资料的研讨将聚集以下几个方面：（1）低温成长高质量的单晶二维资料；（2）操控多层二维资料的堆垛方法；（3）二维单晶资料的大面积异质结成长。
