【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】將不同二維材料像原子級薄片一樣層層堆疊，可構(gòu)筑具有全新功能的范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)，為下一代電子與光電器件、三維集成等開辟重要路徑。然而，在看似簡單的“貼合”過程中，水、氧、空氣等分子極易被困于層間，形成氣泡、褶皺和缺陷，嚴重影響界面質(zhì)量與器件性能。如何實現(xiàn)大面積、高潔凈度的二維材料堆疊，成為該領(lǐng)域亟待突破的關(guān)鍵難題。
 

　　近日，紅外科學與技術(shù)全國重點實驗室王旭東團隊聯(lián)合復旦大學、湖南大學等單位，提出了一種彈性斜面印章輔助熱層壓(EBTL)技術(shù)。該技術(shù)利用彈性斜面印章與超平整范德華粘附層構(gòu)成層壓工具，通過斜面結(jié)構(gòu)形成逐步推進的接觸前沿——原理類似于手機貼膜時用刮板排出氣泡和灰塵。同時，150°C原位加熱有助于促進材料表面水、氧等吸附分子脫附，從而實現(xiàn)自清潔式的范德華層壓，有效解決了傳統(tǒng)方法中界面污染物殘留的頑疾。
 

　　實驗結(jié)果表明，EBTL技術(shù)顯著提升了二維材料堆疊結(jié)構(gòu)的界面質(zhì)量。與傳統(tǒng)層壓方式相比，采用該方法制備的MoS2同質(zhì)結(jié)表面更為平整，層間氣泡和褶皺大幅減少，平均潔凈界面良率超過95%。該技術(shù)不僅適用于石墨烯、六方氮化硼、WSe2等多種二維材料，還可構(gòu)筑扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和多層超晶格，為復雜二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備提供了可靠手段�；跐崈艚缑妫珽BTL制備的MoS2/hBN晶體管展現(xiàn)出更小的電學遲滯，MoS2/WSe2 p–n結(jié)二極管則表現(xiàn)出更快的光響應速度。研究團隊進一步將二維溝道、源漏電極、介質(zhì)層、柵電極和封裝層等功能構(gòu)件逐層層壓，成功構(gòu)筑了包含2400個器件的全范德華層壓晶體管陣列，展現(xiàn)出優(yōu)異的均一性和可擴展性。
 

　　該自清潔層壓策略不僅為新型半導體材料的潔凈堆疊和高性能器件制造開辟了新的技術(shù)路徑，還有望支撐大面積半導體異質(zhì)結(jié)構(gòu)、復雜光電功能器件及低溫三維集成等應用的未來發(fā)展。
 

　　相關(guān)成果以“Self-cleaning van der Waals lamination for two-dimensional electronics”為題，發(fā)表在《科學通報》(Science Bulletin)上。中國科學院上海技術(shù)物理研究所為論文第一單位，博士后柳暢為第一作者，上海技物所王旭東青年研究員等為共同通訊作者。該工作得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金重點項目等的大力支持。
 

　　引用：上海技物所在二維材料超潔凈堆疊制造領(lǐng)域取得新進展 上海技術(shù)物理研究所 【引用時間：2026年6月24日】