科學家開發(fā)新系統(tǒng)實時記錄二維晶體合成

萊斯大學的材料科學家正在揭示二維晶體復雜的生長過程，為以前所未有的精度控制合成這些材料鋪平了道路。

石墨烯和二硫化鉬(MoS2)等二維材料具有獨特的性能，在電子、傳感器、能量存儲、生物醫(yī)學等領域具有巨大的應用前景。然而，它們復雜的生長機制——生長條件如何影響晶體形狀之間存在不一致的相關性——給研究人員帶來了重大挑戰(zhàn)。

萊斯大學喬治·布朗工程學院的一個研究小組通過開發(fā)定制的小型化學氣相沉積(CVD) 系統(tǒng)來應對這一挑戰(zhàn)，該系統(tǒng)能夠實時觀察和記錄 2D MoS2晶體的生長。該工作在線發(fā)表在《Nano Letters》雜志上。

通過使用先進的圖像處理和機器學習算法，研究人員能夠從實時鏡頭中提取有價值的見解，包括預測生長非常大的單層 MoS2晶體所需條件的能力。

該研究的合著者、萊斯大學材料科學與納米工程系教授兼副系主任 Jun Lou 表示，這種跨學科方法代表了二維材料可擴展合成領域向前邁出了重要一步。

“通過將實時實驗觀察與尖端機器學習技術相結合，我們已經證明了以優(yōu)異的精度預測和控制二維晶體生長的潛力，”樓說。

研究小組的發(fā)現(xiàn)對二維材料的未來具有深遠的影響。受 MoS2成功的推動，研究人員相信他們的方法可以擴展到其他 2D 材料和異質結構，為設計和工程具有定制特性的下一代 2D 材料提供強大的平臺。

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