第一作者：Jia Li,Xiangdong Yang, Yang Liu, Bolong Huang
通訊作者：段曦東、段鑲鋒
通訊單位：湖南大學、加州大學洛杉磯分校
研究亮點：
1. 實現了二維范德華異質結的普適性可控精確合成，為實用化應用開辟道路。
2. 構建了高電流密度的晶體二極管。
毫無疑問，范德華異質結是當今半導體新材料中的翹楚。范德華異質結可以將具有不同化學組成，不同晶體結構甚至晶格取向完全不同的材料組裝在一起，產生不同于現有材料體系的獨特電子或光子特性，使功能器件具有前所未有的功能。
迄今為止，大多數范德華異質結材料都是通過機械剝離或者人工堆疊方法實現。這些方法適用于基礎研究過程中的概念驗證，但并不適用于對于實際應用體系的發展。和所有納米材料一樣，要想全面探索范德華異質結的潛力，首先就必須實現范德華異質結的規?；_控制合成，這是該領域長期以來，也是今后很長一段時間都會面臨的關鍵挑戰之一。
有鑒于此，湖南大學段曦東教授和加州大學洛杉磯分校段鑲鋒教授等人合作，報道了二維范德華異質結的普適性可控精確合成，并構建了高電流密度的晶體二極管，為實用化應用開辟道路。
圖1. 制備方法
基本原理：
作者首先在單層或雙層s-TMD（例如WSe2，WS2，MoS2）上進行圖案化，制造出具有周期性陣列的成核位點。在該陣列上，m-TMD可以選擇性成核并生長以形成周期性m-TMD / s-TMD范德華異質結。
方法通用性：
這種策略適用于各種不同材料，不限于特定化學組成或晶格結構。可用于處理s-TMD和m-TMD之間的二維vdWH陣列，不受晶格差異的影響。作為演示，研究人員利用原子精確的，接近理想的范德華界面制造出各種2D范德華異質結，包括VSe2/WSe2，NiTe2 / WSe2，CoTe2/ WSe2，NbTe2 / WSe2，VS2 / WSe2，VSe2/ MoS2和VSe2 / WS2。
圖2. VSe2/WSe2范德華異質結
這些材料具有廣泛可調的莫爾超晶格，為構建高性能電子設備提供了基礎。在雙層WSe2晶體管中，研究人員實現了高達900 μA μm-1的高導通電流密度。
總之，這項研究是范德華異質結領域的一項堪稱里程碑的重要進展，極大地推動了范德華異質結半導體在高性能電子器件領域的實用化進程。
參考文獻：
Jia Li et al. Generalsynthesis of two-dimensional van der Waals heterostructure arrays. Nature 2020.
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2098-y
