Materials scientists at Rice University are shedding light on the intricate growth processes of 2D crystals, paving the way for controlled synthesis of these materials with unprecedented precision.
莱斯大学的材料科学家正在揭示2D晶体复杂的生长过程，为以前所未有的精度控制合成这些材料铺平道路
石墨烯和二硫化钼（MoS2）等二维材料表现出独特的性能，在电子、传感器、储能、生物医学等领域具有巨大的应用前景。然而，它们复杂的增长机制；生长条件如何影响晶体形状之间存在不一致的相关性&mdash；对研究人员提出了重大挑战
Rice的乔治·R·布朗工程学院的一个研究团队通过开发一种定制的小型化学气相沉积（CVD）系统来应对这一挑战，该系统能够实时观察和记录2D MoS2晶体的生长。这项工作在线发表在《纳米快报》杂志上
通过使用先进的图像处理和机器学习算法，研究人员能够从实时镜头中提取有价值的见解，包括预测生长非常大的单层MoS2晶体所需的条件的能力
研究合著者、Rice大学材料科学与纳米工程系教授兼副主任楼军表示，这种跨学科的方法代表着2D材料可扩展合成领域向前迈出的重要一步
娄说：“通过将实时实验观测与尖端的机器学习技术相结合，我们展示了以优异的精度预测和控制2D晶体生长的潜力。”研究团队的发现对2D材料的未来具有深远的影响。在MoS2成功的推动下，研究人员相信他们的方法可以扩展到其他二维材料和异质结构，为设计和工程具有定制性能的下一代二维材料提供了一个强大的平台
“例如，在电子领域，能够大规模稳健地合成MoS2等2D晶体可以带来更快、更高效的器件，”娄说。“在传感器方面，它可能会产生更灵敏、更具选择性的设备。”材料科学与纳米工程副教授、研究合著者汤明表示：“这项研究是实现二维材料全部潜力的重要一步，为开发创新技术铺平了道路，这些技术可能会给广泛的行业带来革命性的变化。”
与楼和唐一起参加这项研究的还有来自水稻材料科学与纳米工程系的张静、翟天舒、法扎勒·阿里夫拉赫曼、王玉国、安德鲁·希特、何泽来、艾青、刘一峰、林陈阳和朱一凡