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二维材料的限域空间气相生长
二维材料优异的各项物理、化学性质，使其在半导体领域有着巨大的应用前景，然而高质量二维材料的制备仍旧是当前面临的一个巨大挑战。气相沉积合成是目前制备高质量二维单晶材料最常用的方法之一，但是在常规的合成过程中，通常会因生长环境的可控性不高而导致材料成核密度高，单晶尺寸小且缺陷较多等问题。针对此挑战，限域空间策略通过构筑微小生长环境，创建了一个相对稳定的生长环境，实现了对前驱体的供给量以及载气输运模式更好地控制，使材料合成过程由反应控制机制向扩散控制机制转变。因此，限域空间气相法作为新型的合成策略被大家所逐渐采纳，并取得了许多突出成果。以石墨烯大单晶的生长为例，通过弯曲铜箔构建的准封闭“信封状”生长空间大大降低了前驱体的量从而抑制成核密度；准封闭的空间能够有效阻止外界环境的干扰及污染，降低材料的缺陷。另外，通过引入范德华分子外延生长衬底，利用表面的化学惰性以及原子级的平整度促进原子的横向扩散，从而将气相反应限制在准二维空间内，还可以实现二维材料的预设阵列化生长。目前通过采用限域空间气相合成方法，已实现了多种常规二维材料，如大面积的单晶石墨烯及h-BN，大面积的严格单层的MoS2薄膜，金字塔状的多层MoS2单晶等，以及非常规的二维材料，如ReS2/ReSe2的高质量单晶和单层薄膜（晶体结构各向异性），HfS2，β-In2S3等的可控合成。我们有理由相信限域空间生长理念未来能够应用到更多的材料合成体系，如非层状二维材料以及水平异质结等的可控制备。
Shasha Zhou, Lin Gan*, Deli Wang, Huiqiao Li, and Tianyou Zhai*. Space-confined vapor deposition synthesis of two dimensional materials. Nano Research https://doi.org/10.1007/s12274-017-1942-3.
