科学家开发了一种简单的方法，从一系列材料中生产出大而清洁的2D样本

自从二十年前发现石墨烯以来，人们对二维材料的兴趣与日俱增。众所周知，石墨烯是通过使用胶带剥离大块石墨来生产的。虽然这种方法足以获得诺贝尔奖，但也有其缺点。

一个由表面科学家组成的国际团队现在开发了一种简单的方法，使用三种不同的基质从一系列材料中生产出大而清洁的2D样品。他们的方法，动力学原位单层合成（KISS）在6月1日的《高级科学》杂志上的论文“大面积2D材料的原位剥离方法”中进行了描述。

生产2D材料有两种方法：剥离较大的晶体或生长2D层。去角质意味着从较大的晶体上剥离层，直到只剩下一层。格罗宁根大学（荷兰）的表面科学家、《高级科学》论文的第一作者Antonija Grubišić-Čabo说：“这个过程很耗时，需要特定的技能和设备。”。“此外，它通常会导致非常小的薄片，而使用的胶带会在其表面留下聚合物。”

生长2D电影是另一种方法。这允许在受控条件下生产大样本。Grubišić-Čabo说：“然而，研究如何生长这种2D材料通常需要很多时间。而且这个过程并不总是能产生完美的层。”。她与最后一位作者Maciej Dendzik一起组建了一个由同事组成的“梦想团队”，其中许多人之前曾在丹麦奥胡斯大学担任博士生，开发一种简单的2D材料生产技术。

他们的技术是在高真空室中使用金晶体。在他们的第一次尝试中，他们“将晶体撞击在大块材料上，发现一层漂亮的2D层粘附在黄金上。”为什么会发生这种情况尚不清楚，但研究小组怀疑，与黄金的结合比使大块晶体中的层保持在一起的范德华力更强。

此后，他们在第一次实验的基础上，用大块材料在舞台上添加了一个弹簧，作为减震器，从而可以更好地控制金晶体的冲击。

此外，该团队表明，银和半导体锗都可以用作剥离2D材料的基底。Grubišić-Čabo说：“金晶体是表面科学实验室的标准特征，例如，它们被用于仪器的校准。科学家不喜欢损坏这些晶体，但在这些实验中没有发生这种情况。”。“此后，我们改变了协议，使用单晶金薄膜。这还有一个额外的优势，即能够溶解金，这样我们就可以分离2D样品，只要它在空气或液体中稳定。”

该团队现在已经将多种金属和半导体过渡金属二硫族化合物原位剥离到Au、Ag和Ge上。剥离的薄片被发现具有亚毫米大小，具有优异的结晶度和纯度，这得到了角度分辨光电发射光谱、原子力显微镜和低能电子衍射的支持。

据说这种方法非常适合空气敏感的2D材料，从而能够研究一套新的电子特性。此外，还证明了表面合金的剥落以及控制基质-2D材料扭曲角的可能性。

上图：剥离和发光实验的艺术描绘。2D材料由于与衬底更强的相互作用而与母体晶体分离。紫外线用于光发射电子，从而可以通过对电子带的直接成像来研究电子结构，如在背景中所见。

永霖光电-UVSIS-UVLED紫外线应用专家-独家发布