範德華異質結構
自第一次演示以來石墨烯2004年，科學界發現了2500多個其他分層，原子上的薄（二維2D）材料。
盡管這些材料涵蓋了各種令人驚歎的電氣，化學，光學和機械性能，但最驚人的發現可能是可以自由地組合這些晶體以創建完全的新材料。
他們發現，當將兩種或多種原子薄的石墨烯般的材料彼此放在頂部時，它們的性質會發生變化，並且出現了一種具有新型混合特性的材料，為設計新材料和納米devices的設計鋪平了道路。這些混合材料的特性可以通過扭轉兩個堆疊的原子層來精確控製，從而為在未來技術中使用這種獨特的自由度為複合材料和納米 - 設備的納米級控製開辟了道路。
雖然強共價鍵提供2D晶體的平麵穩定性，但這些材料稱為範德華異質結構因為原子上的薄層不是通過化學反應混合而成的，而是通過所謂的弱相互連接範德華相互作用- 類似於膠帶如何連接到平坦的表麵。
由於所有原子和分子都被無處不在的範德華（VDW）力相互吸引，因此幾乎沒有限製所有這些新的超純材料如何將其組裝成堆棧，就像樂高積木一樣。
由於其獨特的層間耦合和光電特性，這些材料對下一代納米電子學引起了極大的興趣，因為它們使得創建針對特定目的量身定製的高性能結構是可能的。
範德華（Van der Waals）異質結構為創造眾多超材料和新穎的設備，通過將任何數量的原子薄層堆疊在一起。在傳統的三維材料中，數百種組合可能無法訪問，有可能訪問新的未開發的光電設備功能或異常的材料屬性。
除了不同的2D原子層之間的接觸外，2D晶體的鈍化，無骨的表麵還可以通過VDW力與其他維材料結合在一起。因此，製造混合尺寸VDW異質結構可以通過雜交2D晶體，尤其是石墨烯，具有0D量子點或納米顆粒，1D納米結構，例如納米線或碳納米管或3D散裝材料來進行。
製造
這些異質結構是完全手工製作的，製造過程表現出了幾個缺點，例如難以將不同相鄰材料的晶體晶格（具有原子精度）對齊，或者避免在層之間捕獲環境吸附物，從而阻礙其性能和可重複性。
然而，在2017年，研究人員發現，屬於硫磺家族的礦物質弗朗基石顯示出一種天然晶體結構，類似於人造的範德華異質結構 - 具有巨大的優勢，即晶體晶格和缺乏之間幾乎完美的對齊在層之間挖掘殘留物。
常規的2D異質結構通常由使用無機材料的兩層相反的載體類型組成。創建2D異質結構時麵臨的挑戰之一是，彼此之間艱苦的堆疊量。
任何工業應用顯然都需要對VDW組件采用可擴展的方法。為此，據報道，據報道了外延生長石墨烯，2D HBN和2D MOS2彼此之間。但是，找到所謂VDW外觀的正確條件是一項艱巨的任務，因為弱層間相互作用通常有利於島嶼的生長而不是連續的單層。
另一種可擴展的方法是通過使用Langmuir-Blodgett或類似技術從2D-晶體懸浮液中逐層沉積。一個人還可以混合不同2D晶體的懸浮液，然後依靠自組織組裝（絮凝）進行逐層層壓板。
不幸的是，懸浮液中的微米大小的微晶無法提供大型連續層，這將限製這種VDW層壓板的可能應用。目前，它們被視為設計師超薄電介質8，有選擇性滲透的膜和複合材料材料。
到目前為止，VDW異質結構的工業規模生產最可行的方法似乎在催化底物上生長單個單層和幾層，然後隔離並將這些2D紙彼此隔離。該路線已被證明是可擴展的。如果特定的異質結構在應用方麵引起了足夠的興趣，則似乎不可避免地可以通過嚐試各種可用方法來擴展其生產。
閱讀全麵評論在範德華（Van der Waals）的異質結構上，安德烈·蓋姆（Andre Geim）。