以石墨烯为代表的二维材料，涵盖了丰富的材料体系（包括导体、半导体、绝缘体等），并具有许多优异的性能。同时由于其原子层厚度的平面结构能够兼容现有的微加工工艺，二维材料成为最有可能取代传统单晶硅材料、构造高性能新型功能器件的材料之一。实现二维材料在芯片领域应用的前提条件是大尺寸二维单晶材料的制备。目前，利用外延生长的方法，几种常见二维材料已经实现晶圆级甚至米级单晶的制备。但是对于二维材料外延生长的原理仍缺少全面而深刻的探讨。

不同二维材料外延生长模式

北京科技大学融合创新研究院先进功能材料制备与表征团队王荣明教授、张智宏特聘副教授与北京大学刘开辉教授在Advanced Science上合作发表综述文章“Epitaxy of 2D Materials towards Single Crystals”，系统综述了近些年二维材料外延生长的研究进展。聚焦于二维材料与单晶衬底之间的相互作用，将二维材料在不同衬底上的外延生长总结为四种模式，包括范德华外延、边缘外延、台阶诱导外延及面内外延；讨论不同模式下二维材料生长行为特点及外延机理，从能量的角度分析实现不同外延模式的难易程度；最后对二维单晶外延生长目前仍存在的挑战及未来发展进行讨论与展望。由于表征手段的限制，对于二维材料的形核生长，至今还缺少清晰完整的物理模型，通过对二维材料外延生长原理的讨论，能够进一步加深对二维单晶形核生长过程的认识与理解，推动二维单晶的规模化制备进程。

上述工作得到了国家重点研发计划(2018YFA0703700)、国家自然科学基金（12034002, 51971025, 52025023, 51991342, 52021006, 11888101, 92163206）、北京自然科学基金（2212034）以及中央高校基本科研业务费（06500235）的支持。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202105201