技術(shù)優(yōu)享丨什么是二維材料膜？

二維材料，是指電子僅可在兩個(gè)維度的納米尺度(1-100nm) 上自由運(yùn)動(dòng)(平面運(yùn)動(dòng))的材料，如納米薄膜、超晶格、量子阱。二維材料是伴隨著2004年曼徹斯特大學(xué)Geim 小組成功分離出單原子層的石墨材料--石墨烯(graphene) 而提出的。

納米材料是指材料在某一維、二維或三維方向上的尺度達(dá)到納米尺度。納米材料可以分為零維材料、一維材料、二維材料、三維材料。零維材料是指電子無(wú)法自由運(yùn)動(dòng)的材料，如量子點(diǎn)、納米顆粒與粉末。

定義:

一維材料是指電子僅在一個(gè)納米尺度方向上自由運(yùn)動(dòng)(直線運(yùn)動(dòng)) ，如納米線性結(jié)材料、量子線，最具代表的是碳納米管(carbon nanotube)。

三維材料是指電子可以在三個(gè)非納米尺度上自由運(yùn)動(dòng)，如納米粉末高壓成型或控制金屬液體結(jié)晶而得到的納米晶粒結(jié)構(gòu)(納米結(jié)構(gòu)材料)。

起源:

二維材料的全名為二維原子晶體材料，是伴隨著2004年曼徹斯特大學(xué)(University of Manchester)Geim 小組成功分離出單原子層的石墨材料--石墨烯(graphene) 而提出的。石墨烯突出的特點(diǎn)是單原子層厚，高載流子遷移率、線性能譜、強(qiáng)度高。無(wú)論是在理論研究還是應(yīng)用領(lǐng)域，石墨烯都引起了極大的興趣，Geim本人稱之為"Gold Rush(淘金熱)"。

后續(xù)又有一些其他的二維材料陸續(xù)被分離出來(lái)，如氮化硼(BN)、二硫化鉬(MoS2)、二硫化鎢(WS2)、MXene材料。最近在凝聚態(tài)物理領(lǐng)域有著廣泛的研究。

二維材料因其載流子遷移和熱量擴(kuò)散都被限制在二維平面內(nèi)，使得這種材料展現(xiàn)出許多奇特的性質(zhì)。其帶隙可調(diào)的特性在場(chǎng)效應(yīng)管、光電器件、熱電器件等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛;其自旋自由度和谷自由度的可控性在自旋電子學(xué)和谷電子學(xué)領(lǐng)域引起深入研究;不同的二維材料由于晶體結(jié)構(gòu)的特殊性質(zhì)導(dǎo)致了不同的電學(xué)特性或光學(xué)特性的各向異性，包括拉曼光譜、光致發(fā)光光譜、二階諧波譜、光吸收譜、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率等性質(zhì)的各向異性，在偏振光電器件、偏振熱電器件、仿生器件、偏振光探測(cè)等領(lǐng)域具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>