单晶二维材料生长中的层数调控机制

最近,通过将外延生长的多层二维晶畴进行无缝拼接,研究人员成功实现了晶圆级单晶二维多层材料的合成.不同于以往观察到的类似婚礼蛋糕或倒置婚礼蛋糕结构,这些多层二维晶畴中所有层都具有完全相同的尺寸和形状,即多层同步生长.基于此,本文通过理论计算探索了多层二维材料的不同生长模式,提出了多层同步生长的物理模型,揭示了基底上液体异质表面层的形成是保证同步生长的关键性因素.作者指出在生长过程中,多层二维材料嵌入在衬底的异质表面层中,同时底层与固态基底直接接触.异质层能有效钝化二维材料的边缘,从而防止这些活性边缘的融合,而异质层与基底之间的高界面则迫使不同层的二维材料边缘保持同步生长.通过对多层同步生长机理的深入了解,本文揭示了发生多层同步生长的条件,为合成层数可控的晶圆级单晶二维材料提供了新的思路.