二維材料具有高遷移率、帶隙可調、大比表面積和原子級厚度等優點，在電子、光電子、感測器、柔性器件等領域具有廣闊的應用前景。材料的可控制備是二維材料應用的前提，化學氣相沉積（CVD）是製備二維材料的重要方法。然而，當前製備化合物二維材料主要以固相前驅體為原料，其昇華和擴散過程複雜且難以控制、生長體系中材料製備反應和副反應共存，這給材料製備的可控性、重複性和高質量材料的獲取帶來了巨大挑戰。

CVD生長化合物二維材料示意圖及其中涉及的關鍵難題

近日，清華-伯克利深圳學院（TBSI）低維材料與器件實驗室成會明、劉碧錄團隊受邀在綜述期刊《材料研究述評》（Accounts of Materials Research）上發表了題為 《化學氣相沉積法生長化合物二維材料: 可控制備、高質量材料及生長機理》（Chemical Vapor Deposition Growth of Two-dimensional Compound Materials: Controllability, Material Quality, and Growth Mechanism）的綜述文章。該綜述以二維過渡金屬硫族化合物（TMDCs）為例，回顧了CVD生長二維材料的進展，總結了近年來研究人員建立的具有前景的生長策略，並重點討論了CVD生長二維材料中涉及的關鍵科學和技術難題，包括非金屬前驅體、金屬前驅體、襯底工程、溫度、氣流等的控制策略和方法。該文還對CVD生長二維材料的機理研究進行了總結。最後，文章指出了CVD生長二維材料領域未來的研究方向，其中包括：新型二維材料的製備（如穩定p型半導體材料、高遷移率二維材料、寬頻隙二維材料、窄帶隙二維材料），CVD生長結合後處理以獲得新型二維材料和異質結構，新奇物性與應用探索。該論文對設計CVD生長系統、提高生長可控性、製備高質量二維材料及理解相關材料製備機理等具有指導意義。

CVD生長二維材料研究展望

該論文第一作者為清華-伯克利深圳學院2017級博士生唐磊和2018級博士生譚雋陽，論文作者還包括2019級博士生農慧雨。論文通訊作者為成會明院士和劉碧錄副教授。該研究相關工作得到了國家自然科學基金委重大專案、重點國際合作專案、優青專案，以及深圳市科創委和工信局等部門的支援。

原文連結：

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/accountsmr.0c00063