武汉大学付磊团队在Chemical Reviews发表二维材料单体设计与组装专题的综述

二维材料是一类原子级厚度的新型晶体材料，独特的电子限域效应赋予这类材料独特的物理、化学性质及丰富的科学内涵，在众多领域，特别是电子器件、光电器件方面具有重要的应用前景。研究这类材料的性质并将其付诸大规模应用的前提是高质量二维材料的原子级精确制备和有效集成。近日，武汉大学的付磊教授（点击查看介绍）应邀在化学领域权威期刊Chemical Reviews 上发表题为“Exploring Two-Dimensional Materials toward the Next-Generation Circuits: From Monomer Design to Assembly Control ”的综述文章，对面向下一代集成电路的二维材料制备的发展现状做出了全面详实的总结，并对其未来的发展方向和面临的挑战做出了深入的思考和前瞻性展望。

他们首先对新型的二维材料进行了宏观归类和细致介绍，包括以石墨烯为代表的单元素烯、六方氮化硼、过渡金属二硫属化合物、过渡金属碳化物、过渡金属氧化物以及主族金属化合物等。二维材料的性质对结构变化非常敏感，原子级的层数差异、缺陷都会导致其性质发生显著改变，甚至呈指数级衰减，因此二维材料单体的精确构筑至关重要。他们详细介绍了二维材料单体的设计策略，包括维度控制、组分调控、外场调控以及结构调控。此外，对二维材料单体组装行为进行研究也具有重要的价值，不仅有助于结构单元间相互作用的理解，还可进一步拓展其性质及应用领域。二维材料单体的组装包含单体间的异质组装和定向组装以及晶体结构单元的多级有序自组装，这些衍生的功能结构有望在未来集成器件中有所应用。最后，文章对二维材料单体设计、组装调控面临的挑战和可能的发展方向，尤其是对二维材料库的进一步挖掘、材料构效关系的分析以及如何迈向实际应用进行了分析和展望。

近年来，武汉大学的付磊教授团队在二维材料的单体设计和可控组装领域进行了系统的研究，并取得一系列重要的进展。在单体设计方面，他们从催化基底的设计出发，发展了液态金属/合金催化剂策略，实现了二维材料的自限制生长，获得了高质量、层数均匀的单晶以及薄膜（Chem. Mater., 2014, 26, 3637；Chem. Mater., 2015, 27, 8230）。他们通过掺杂设计、外场和应力调控实现了对二维材料有效的结构调控和性质拓展（Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 755；Adv. Mater., 2016, 28, 2616；Adv. Mater., 2018, 30, 1704585；Chem. Mater., 2017, 29, 4641）。聚焦于二维晶体的自组装设计，他们发展了液态金属溶剂法，实现了界面洁净的异质结一步构筑，并发现二维材料的伴生生长行为（Nat. Commun., 2016, 7, 13911；ACS Nano, 2016, 10, 2063；Nano Energy, 2017, 33, 356；Chem, 2018, DOI: 10.1016/j.chempr.2017.12.006）。基于可流变的液态表面，他们独创性地发展了二维材料单晶的自组装技术，获得了高度有序的二维单晶超有序阵列结构以及定向拼接结构（J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 7812；ACS Nano, 2016, 10, 7189；J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 11101；J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 13997；Chem, 2018, DOI: 10.1016/j.chempr.2017.12.026）。

该论文作者为：Mengqi Zeng, Yao Xiao, Jinxin Liu, Kena Yang and Lei Fu

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Exploring Two-Dimensional Materials towards the Next-Generation Circuits: From Monomer Design to Assembly Control

Chem. Rev., 2018, DOI: 10.1021/acs.chemrev.7b00633

导师介绍

付磊

http://www.x-mol.com/university/faculty/13589