二维材料在原子和近原子尺度上的增材制造取得进展

据悉，爱尔兰都柏林大学和中国天津大学科研人员报道了二维材料在原子和近原子尺度上的增材制造进展。相关研究以“Advance in additive manufacturing of 2D materials at the atomic and close-to-atomic scale”为题发表在《npj 2D Materials and Applications》上。

原子和近原子尺度制造（ACSM）已成为制造范式中前景广阔的技术。在各种材料中，二维材料因其原子尺度的特性和物理性质而在ACSM中备受关注。虽然化学气相沉积（CVD）可用于制备高质量的二维材料，但实现图案化往往依赖于光刻技术，而光刻技术限制了可扩展性并引入了杂质。为了应对这些挑战，本文重点探讨二维材料的原子尺度增材制造方法。文章回顾了几种潜在的技术，包括选择性 CVD、选择性原子层沉积(ALD)、电沉积、激光辅助合成、打印方法和原子层排列堆叠。讨论了原子尺度增材制造在电子、生物传感和纳米机电系统等不同领域的应用。

本文系统分析了面向ACSM的二维材料增材制造技术的最新进展。文章旨在探索增材制造技术在确保精确控制层数的同时，对二维材料进行区域选择性开发的潜力。除了制造方法，还介绍了二维材料原子尺度增材制造的必要应用。这些应用利用了二维材料的各种特性和功能，得益于增材制造技术对层厚度和部位的精确控制。最后，深入探讨了原子尺度增材制造技术在开发二维材料方面的未来前景，展示了其潜在影响和需要解决的主要研究挑战。

图1:二维材料的原子尺度增材制造及其应用。

图2:二维材料选择性CVD。

图3:二维材料选择性CVD的预图案化衬底。

图4:二维材料的选择性ALD。

图5:二维材料的选择性电沉积。

图6:二维材料的激光辅助法。

图7二维材料的打印方法。

图8:二维材料的排列堆叠。

图9:二维材料电子和生物传感器。

图10:基于二维材料的纳米机电系统。

这篇文章强调了原子尺度增材制造技术在制造二维材料方面的潜力和意义。总之，这篇文章提供了对二维材料的原子尺度增材制造技术的深刻理解，并为这一充满活力、发展迅速的领域即将取得的突破奠定了坚实的基础。

论文链接：

Chen, Y., Fang, F. & Zhang, N. Advance in additive manufacturing of 2D materials at the atomic and close-to-atomic scale. npj 2D Mater Appl 8, 17 (2024). https://doi.org/10.1038/s41699-024-00456-x