KISS去角质及光电实验的艺术描述。由于与衬底的相互作用更强，二维材料与母晶分离。紫外光用于光发射电子，通过对电子带的直接成像来研究电子结构，如背景所示。来源:格罗宁根大学Antonija Grubi?i?-?abo和Dina Maniar

　　石墨烯是石墨的二维变体，由于其独特的物理属性，石墨烯的出现已经过去了近二十年，极大地增强了人们对二维材料的兴趣。众所周知，石墨烯最初的生产是用胶带从大块石墨上剥离一层层，尽管这种方法获得了诺贝尔奖，但它有缺点。

　　现在，一个由表面科学家组成的国际联盟已经开发出一种简单的方法，利用三种不同的基材，从各种各样的材料中创造出巨大而非常纯净的二维样品。他们的技术被命名为动态原位单层合成(KISS)，最近在《高级科学》杂志上详细介绍了这项技术。

　　二维材料具有块状材料所不具有的物理特性。电荷载流子的限制是其中一个原因。生产这些二维材料有两种方法:剥离较大的晶体或生长二维层。去角质是指从较大的晶体上剥下几层，直到只剩下一层。“这个过程很耗时，需要特殊的技能和设备，”荷兰格罗宁根大学(University of Groningen)的表面科学家Antonija Grubi?i?-?abo说，他也是《高级科学》论文的第一作者。“此外，它通常会产生非常小的薄片，而使用的胶带会在其表面留下聚合物。”

　　这张图片显示了动力学原位单层合成(KISS)的设置。将散装材料放置在带有弹簧的样品支架上以调节冲击(黄色箭头)。然后将其压在金晶体上(蓝色箭头下方略亮的环)。释放后，一个2D层将附着在金衬底上。来源:格罗宁根大学Antonija Grubi?i?-?abo

　　黄金

　　发展2D电影是另一种方法。这允许在受控条件下生产大量样品。“然而，研究如何培育这种二维材料通常需要很长时间。而且这个过程并不总是能做出完美的一层。”Grubi?i?-?abo说。她与最后一位作者Maciej Dendzik一起组建了一个“梦之队”，其中许多人之前曾在丹麦奥胡斯大学(Aarhus University)作为博士生一起工作，共同开发了一种生产2D材料的简单技术。

　　“我们知道，在一些实验中，金薄膜被用来去除大块材料的角质。但这些主要是在空气中进行的，这意味着这种技术不太适合空气敏感材料或表面科学研究。”该团队想要一种能够在一系列基板上生产空气敏感2D材料的技术。在他们的第一次尝试中，他们在高真空室中使用了金晶体。“我们基本上是把晶体放在大块材料上，发现一个很好的二维层粘在黄金上。”为什么会发生这种情况尚不清楚，但研究小组怀疑，与金的结合比使块状晶体中的各层保持在一起的范德华力更强。

　　这是Antonija博士Grubi?i?-?abo，荷兰格罗宁根大学的地表科学家，也是《高级科学》论文的第一作者。Credit:格罗宁根大学

　　设备

　　他们在第一次实验的基础上，在舞台上增加了一个弹簧，用大块材料作为减震器，从而更好地控制金晶体的冲击。此外，研究小组还表明，银和半导体锗都可以用作剥离二维材料的衬底。“金晶体是表面科学实验室的标准特征，例如，它们用于仪器校准。科学家不喜欢破坏这些晶体，但这在这些实验中没有发生，”Grubi?i?-?abo说。“我们已经改变了方案，使用单晶金薄膜。这还有一个额外的优势，即能够溶解金，这样我们就可以分离出二维样品，只要它在空气或液体中是稳定的。”

　　这些分离的样品可用于下一阶段:使用KISS技术生产的2D材料构建设备。“这还不可能，但我们正在努力，”Grubi?i?-?abo说。“因此，我们所拥有的是一种以非常简单的方式生产非常干净，大型2D样品的技术，这使我们能够创造空气敏感的2D材料。此外，我们的技术使用的是几乎每个表面科学实验室都有的标准设备。”

　　参考文献:“大面积二维材料的原位脱落方法”，作者Antonija Grubi?i?-?abo, Matteo Michiardi, Charlotte E. Sanders, Marco Bianchi, Davide Curcio, Dibya Phuyal, Magnus H. Berntsen, Qinda Guo和Maciej Dendzik, 2023年5月26日，Advanced Science。DOI: 10.1002 / advs.202301243