van der waals異質結構
自第一次演示以來石墨烯.2004年，科學界已發現超過2500個其他分層，原子薄（二維，2D），材料。
雖然這些材料涵蓋了一係列令人驚歎的電氣，化學，光學和機械性能，但也許最令人驚訝的發現是這些晶體可以自由地組合以創造完全的新材料。
他們發現，當兩個或更多個以上的原子薄石墨烯樣材料彼此頂部彼此頂部置於它們的性質變化之上時，並且出現具有新型雜交特性的材料，為新材料和納米器件的設計鋪平了途徑。通過扭轉兩個堆疊的原子層，可以精確地控製這些混合材料的性質，以在未來技術中使用這種獨特的自由度來利用這種獨特的自由度。
雖然強的共價鍵提供2D晶體的平麵內穩定性，但這些材料被稱為van der waals異質結構因為原子薄層不通過化學反應混合，而是通過弱所謂的較弱的彼此連接範德沃爾斯互動- 類似於膠帶如何連接到平坦表麵上。
由於所有原子和分子通過普遍存在的範德華（VDW）力相互吸引，因此所有這些新的超自詞材料都可以組裝成堆疊幾乎沒有限製 - 就像樂高塊一樣。
由於其獨特的層間耦合和光電性能，這些材料對於下一代納米電子學具有相當大的興趣，因為它們使得可以創造針對特定目的而定製的高性能結構。
van der waals異質結構打開巨大的潛力來創造眾多超材料通過將任何數量的原子薄層堆疊在一起，通過堆疊新穎的裝置。在傳統的三維材料中，數百種組合可能無法訪問，可能會獲得新的未開發的光電器件功能或不尋常的材料特性。
除了不同的2D原子層之間的接觸之外，通過VDW力與其他尺寸材料粘合，除了不同的2D原子層之間的接觸之外，可以與其他尺寸材料一起粘合。因此，製造混合維VDW異質結構可以通過雜交的2D晶體，特別是石墨烯進行雜交，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。
製造
這些異質結構被完全手工製作，製造程序呈現了幾個缺點，例如難以對準不同相鄰材料的晶格（具有原子精度）或避免捕獲層之間的環境吸附，阻礙它們的性能和再現性。
但是，在2017年，研究人員發現，弗朗克特是一個屬於硫磺的家庭的礦物質，顯示出類似於人造範德華異性結構的天然晶體結構 - 具有巨大的晶格與晶格與缺席之間的完美對準的巨大優勢層之間的殘留殘留物。
常規的2D異質結構通常由兩層相反的電荷載流子類型組成，使用無機材料。創造2D異質結構時的挑戰之一是各個組件在彼此頂部的艱苦堆疊。
任何工業應用都將顯然需要可擴展的VDW組件方法。為此，據報道，據報道大量努力外延生長石墨烯，2D HBN和2D MOS2在彼此之上。然而，它是一個令人生畏的任務，為所謂的VDW外延找到正確的條件，因為弱層間相互作用通常有利於島的生長而不是連續單層。
通過使用Langmuir-Blodgett或類似技術，另一種可擴展的方法是通過2D晶懸浮液的層沉積層。還可以混合不同的2D晶體的懸浮液，然後製造逐層層壓板，依靠自組織組件（絮凝）。
不幸的是，懸浮液中的微米尺寸的微晶不能提供大的連續層，這將限製這種VDW層壓板的可能應用。目前，它們被認為是用作設計者超薄電介質8，選擇性滲透膜和複合材料。
到目前為止，最可行的VDW異質結構的工業規模生產方法似乎在催化基材上種植單個單獨的單層，然後在彼此頂部分離並轉移這些2D片。此路線已被證明可擴展。如果特定的異質結構吸引了對應用方麵的充分興趣，它似乎無法通過嚐試各種可用方法來擴大其生產。
讀A.全麵評論Andre Geim的Van der Waals異質結構。