二维（2D）材料是新一代的晶体固体，由单层亚博网站下载原子组成，并证明了对广泛应用的希望。为了进一步开发未来实施现实世界实施的2D材料亚博网站下载，需要有效的检查方法来表征这些材料的性质。
学习：2D材料的光学检查：从机械剥落到晶圆尺度的生长及以亚博网站下载后。图片来源：Marco de Benedictis/Shutterstock.com
台湾的一组研究人员进行了广泛的评论，发表在《期刊》上高级科学亚博老虎机网登录，在各种光学检查技术上可用来表征各种2D材料，包括石墨烯，过渡金属二核苷（TMDCS），六角形硝酸氢硼（H-BN），III单一钙质基因材料，黑色磷（BP）和组IV型单齿单亚博网站下载核苷。
由台湾国家材料科学和工程系的Hsuen-Li Chen教授领导的研究团队还确定了在光学检查2D材料（例如机械剥落亚博网站下载和晶圆尺亚博老虎机网登录度增长）时所面临的一些挑战和机遇。
由于2D材料的独特化学和物理性能，包括分层结构，高表面区域，层依赖性光带隙以及化学成分的变化，它们被认为是在生物医亚博网站下载学等地区开发众多应用的关键，热电，传感和能量存储。
光学检查
原子上薄的2D材料可用于推进下一代设备亚博网站下载，例如光电探测器，光学调节器和开关，发光设备，晶体管和传感器。因此，这些材料的基本结构和物理组成是它们在这些设备中的整体性能的关键。亚博网站下载
因此，具有良好的技术来表征原子水平上2D材料的性质，这是必要且至关重要的工具。亚博网站下载在评估2D材料属性的各种现有方法中，光学检查可能是一个强大的工具：亚博网站下载
当将探针光施加到分析材料（在这种情况下，是2D材料）上时，光与原子或电子之间的相互作用可以揭示有关精细结构特征的大量信息
台湾大学国家材料科学与工程系教授Hsuen-Li Chen教授亚博网站下载亚博老虎机网登录
在他们的综合研究中，Chen教授和他的团队评估了对2D材料的光学检查的可用方法，包括常见光谱，拉曼光谱，傅立叶变换红外（FTIR）光谱和X射线散射等。亚博网站下载陈教授指出，他和他的团队想解决“当前状态以及未来趋势 - 可用于光学检查2D材料特征的方法。”亚博网站下载
光学检查不仅允许研究人员确定给定材料（例如石墨烯）的特性，而且还促进了其应用的进一步开发。例如，使用光学检查方法，在理论上和实验上都证明了石墨烯中的费米水平（发现的第一个2D材料）可以调节，这意味着它的光学和电气特性实际上可以受到控制。
机械去角质与晶圆量表生长
除石墨烯外，TMDC在各个研究领域进行了深入和广泛的分析。已经确定，TMDC具有与石墨烯相互补的许多特性，使其成为高速电子和光电设备的良好候选者。
研究最广泛研究的2D材料的示意图，包括石墨烯，过渡金属二分法（TMDCS），六角形硝化硼（H-BN），III单亚博网站下载核酸盐（IIII-VI），黑磷（BP）和组IIV单一磷酸单核酸盐（IIII-VI），以及 - IV-IIV单一构基化质。（IV-VI），以及2D材料从机械去角质到实施2D材料设备的发展进度。亚博网站下载图片来源：Lee，Y.-C等人，高级科学亚博老虎机网登录
在2D材料研究的早期阶段，在2000年代中期，机械剥落是单层“自上而下”制备的最流行方法。采用“苏格兰胶带”方法，可以评估石墨烯的基本特性，但是，此方法并不理想地放大2D材料的生产，并且并不总是促进对层的结构和物理性质的良好控制。亚博网站下载
此外，使用机械剥落使在底物上定位超薄2D材料具有挑战性的体验。亚博网站下载但是，Chen和他的团队确定了一种光学显微镜（OM）方法，该方法允许单层或几层2D材料在基板上制备以证明可见性增强的情况下快速位置。亚博网站下载
为了克服与机械剥落的一些挑战，研究人员开发了一种在熔融金表面上种植晶圆尺度单晶H-BN膜的方法。这表明也有可能在晶圆量表上生长其他2D材料。亚博网站下载
陈教授指出：“为各种2D材料的晶圆尺度生长技术的开发，原位监测合成的2D材料的全球性质，尤其是其结构质量，在调整生长参数时至关重要。”亚博网站下载
进一步开发晶圆尺度的增长方法也可能为提高尺度方法的机会窗口打开了机会窗口，并提高了各种设备中的实际应用潜力。光学检查技术还可以使材料具有非破坏性的特征，从而使其适合于2D材料特性的原位全球检亚博网站下载查。
未来的发展
这家总部位于台湾的团队确定，尤其是拉曼和PL光谱镜是表征2D材料，光谱和光谱椭圆法的强大工具，是用于评估晶圆尺度上2D材料的替代方法，因为它们的点尺寸相对较大。亚博网站下载
Chen和他的团队希望他们对各种光学检查技术的详细评估和审查将导致新型基于2D材料设备的开发取得重大进展。
陈指出：“对当前状态和对2D材料结构特性的未来趋势的当前状态和观点的全面回顾将有助于开发下一代2D基于材料的设备。”亚博网站下载
参考：
Lee，Y.-C.，Chang，S.-W.，Chen，S.-H.，Chen，S.-L.，Chen，H.-L。，2D材料的光学检查：从机械剥落到亚博网站下载晶圆规模的增长及以后。ADV。科学。2021，2102128。https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202102128
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